從田裡發現的「三胞胎小麥」
在上個世紀的小麥田裡，農民偶爾會看到一種奇特的植株：
它每個穗不是只有一顆麥粒，而是兩個、甚至三個！科學家研究了以後發現，原來這種小麥每朵花有兩個、甚至三個子房。因此，他們將這種變異被稱為多子房小麥（multi-ovary wheat），簡稱 MOV（可不是影像檔喔）。
它不是基因改造的產物，也不是放射線誘變的結果，而是田間自然出現的突變株。
研究人員把這株「天然突變株」保留下來，成為觀察花器官發育的珍貴材料。
2025 年，德國與日本的團隊（Schoen et al.）終於解開了這個現象背後的基因祕密：之所以每朵花能有超過一個子房，是一個叫WUSCHEL-D1 的基因。
WUSCHEL 是控制植物分生組織的關鍵基因，在正常小麥裡，這個基因會在適當時機關閉，讓花的分生組織結束工作、形成一個子房。這個基因最早在阿拉伯芥中發現，他們發現缺少WUSCHEL的小芥，其頂芽分生組織會亂成一團，呈現失去秩序的狀態（就像格主的頭髮）。
因為當初發現突變株的研究團隊是德國人，德文裡面形容這種混亂的頭髮的詞是「wuschelig」，所以他們就把這個基因叫做WUSCHEL了。
但在 MOV 小麥裡，WUSCHEL-D1 所在的染色體（2D 長臂）發生了一次自然的基因重組：約 40 萬個鹼基對被刪除，又插入了 3 萬多個鹼基對。
這場分子級地震讓WUSCHEL基因啟動子旁邊多了一些原本不存在的「促進表現」片段，使得它不僅變得很「愛現」（基因表現卡在開啟狀態）、還在不該表現的地方也表現，於是花的分生組織不停分裂，結果每朵花都長出超過一個子房（常見是三個），就像植物界的「三胞胎」。因為這個突變造成的性狀是顯性的，但是基因本身蛋白質序列並沒有改變，這樣的突變按照規定要給一個大寫的D（不是大寫的讚喔），意思就是它是一個「功能獲得型突變（gain-of-function mutation）」。
乍看之下，這似乎是高產的好消息。
實驗數據顯示，MOV 小麥每穗平均有 204 粒穀粒，比一般小麥的 119 粒多了七成。
不過，這份「豐收」其實暗藏代價。
圖片取自：PNAS。
從論文的圖四（Fig. 4，見上圖）可以看到，雖然穀粒數量暴增，但每粒明顯變小、變輕。
雖然研究團隊並未提供確切重量，但如果根據比例尺估算的話：
MOV 穀粒長約 2.5 毫米；
正常或基因刪除型穀粒約 4 毫米；
換算成體積後，MOV 穀粒僅約為正常的30～40% 大，也就是說，突變株的穀粒縮小了六到七成。
因此，即使粒數增加七成，若每粒重量減半，整體產量可能只略增一成，甚至相差無幾。這正是典型的「粒數與粒重的權衡（trade-off）」。
為了確認的確是這個基因的作用，研究團隊又以輻射誘變刪除了 MOV 的 WUSCHEL-D1。
結果這些突變株恢復為單子房花──只結一粒，但那一粒又大又飽滿。從圖四的照片中可以看到，刪除株的穀粒幾乎回到正常大小，甚至略大。
這說明當 WUSCHEL-D1 被關掉時，花會將資源集中給單一子房，穀粒因此長得更大。
反之，當基因啟動無法停止，雖多結了幾個穀粒，但每粒營養不足。就像人類的多胞胎，多子房小麥穀粒數目雖多、但個別穀粒重量卻變輕。
但是，從農民與加工業的角度來看，「穀粒大」往往比「穀粒多」更重要。
大粒的麥子容易收割、碾磨、篩分，粉質均一、出粉率高；
而小粒穀物在脫殼與磨粉過程中容易漏失或碎裂，反而降低商品價值。
因此，即使 MOV 理論上增加了穗粒數，實際收穫量並不見得更高。
不過，如果就此率爾認為這個突變沒用，那也是太快下結論了。對於現代育種者來說，他們未來的目標是要想辦法來「微調」 WUSCHEL-D1 的表現量，只讓花稍微多增生一點點子房（例如長出兩個子房而不是三個），而不犧牲穀粒大小：這才是真正高產的方向。
最後來提一下「迷信」的部分。如果在古代，人們看到這樣的作物，一定會視為天降祥瑞。
《尚書》有「嘉禾生於郊，民用和」，歷代帝王凡遇到「一莖多穗」或「五穗並秀」，都被記為太平盛世的象徵。
最著名的例子，就是東漢開國皇帝劉秀。
據《後漢書‧光武帝紀》記載，他出生時「嘉禾生於庭中，五穗並秀」，因此被取名為「秀」。
在古人的眼中，這正是上天昭示「德政感物、五穀豐登」的天命象徵。
如果當年的「嘉禾」被現代科學家拿去研究，他們大概會找到某個像WUSCHEL-D1一樣的基因被意外啟動。
所以，古人以「祥瑞」之名傳頌，現代人則以「分生組織調控」來解釋。
MOV 小麥的出現，是自然突變留下的奇蹟，讓我們看到小麥花器官的可塑性，也看見自然的創造力。
對古人而言，這是「嘉禾之瑞」；
對現代科學而言，這是「基因重組」的自然現象。
兩千年後，我們用儀器而非祭壇，
繼續凝視那株「五穗並秀」的禾苗——
依然懷著同樣的敬意與驚嘆。
參考文獻：
Schoen A., Yoshikawa G. V., Sharma P. K., et al. (2025). WUSCHEL-D1 upregulation enhances grain number by inducing formation of multiovary-producing florets in wheat. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122 (42), e2510889122. https://doi.org/10.1073/pnas.2510889122
