植物跟人類一樣，需要水份才可生存，但不代表它們較喜歡下雨。上周刊於《美國國家科學院期刊 (PNAS) 》的研究更發現植物在下雨時會進入「惶恐」狀態啟動防禦機制。雖然情況聽起來相當詭異，但對植物來說，濕度比溫度更為重要，是傳播疾病的頭號方法，如果葉子長時間變濕，病原體更易在植物上生存。

有參與研究的西澳大學生物化學家 Harvey Millar 指，當雨水落在葉上時，水滴會彈跳至方圓十米，而水滴可能包含細菌、病毒或真菌孢子等病原體。下雨對於植物來說，就如有人向它們打噴嚏，並使其進入防禦模式。

團隊以噴霧器模仿雨水，觀察到植物快速出現微觀的骨牌效應；這種效應是由一種叫做 MYC2 的轉錄因子 (transcription factor) 觸發的。

在與水接觸的首十分鐘內，植物中超過 700 個基因曾作出反應，其中大多數基因在約 15 分鐘內繼續增加表達，從而改變植物的蛋白質、轉錄和荷爾蒙平衡，然後才會回復正常。

團隊在報告中指，只需接觸到水，植物立即積聚例如鈣的訊號化合物，激活了細胞膜對觸摸的反應，全基因組亦會出現轉錄變化。雖然變化是暫時性，但當這種情況反復出現就會導致植物生長受阻，並會延遲開花。 Millar 解釋當 MYC2 被激活時，成千上萬的基因正為防禦做好準備，警告訊號亦會由一塊葉傳到另一塊，引發一系列的保護作用。

團隊發現，在噴水後不少於 20 組與蛋白質有關的基因由 MYC2 直接指示和調控，另外除了在同一棵植物的葉之間傳播訊號，同樣信號也被用於與附近的植物溝通。其中一種在接觸水滴後，植物會產生的化合物是茉莉酮酸 (jasmonic acid) ，這種化合物能調控植物生長和應對壓力的許多生理過程。另外，當茉莉酮酸在空氣中傳播時，可讓其他植物知道面對甚麼危險，它們應如何應對，而如果鄰近植物啟動防禦機制，傳播疾病的機會就會減低。

來源：
Science Alert, In an Unexpected Twist, Plants Enter a Type of 'Panic' State When It Rains, 2 November 2019

報告：
Moerkercke, A.V., Duncan, O., Zander, M. & et al. (2019). A MYC2/MYC3/MYC4-dependent transcription factor network regulates water spray-responsive gene expression and jasmonate levels. PNAS first published October 29, 2019. doi:10.1073/pnas.1911758116

文／Alan Chiu 、審核／Edward Ho