如何加快洋蔥育種的速度？

洋蔥。圖片取自維基百科。

洋蔥（Allium cepa L.）因為有個刺激的味道有些人不愛，我個人喜歡洋蔥炒蛋，洋蔥炒得軟軟的，吃起來有股甜味，超讚的。

洋蔥也是台灣重要的農作物之一，主要在高雄、屏東、台南、嘉義種植。其中，高雄的大寮與林園，以及屏東恆春的洋蔥都是有名的。林園還有洋蔥節，大概都是在年初舉辦。

種洋蔥，當然會想要有好的品系。但是，大家知道洋蔥從種子到收成需要多久嗎？要一到兩年！這對育種專家來說是個很大的挑戰。而且，洋蔥是異交作物，它們的花粉喜歡串門子，不愛待在自己家，這讓培育純正的洋蔥品系變得更難了。

於是，有些科學家想，如果可以製作單倍體，應該可以更快培育出純系品種。什麼是單倍體呢？就是只有一套染色體的生物。大部分的生物都有兩套染色體（稱為二倍體），一套來自爸爸、一套來自媽媽，洋蔥也是。二倍體因為同樣的一個基因都有兩份，所以育種的時候如果要取得純系，就要靠不斷的雜交來取得，相當耗時費事。

因此，科學家們想到製作單倍體。但是，雖然他們已經發展出了透過雌核發生來製作洋蔥的單倍體，但是這個方法有點貴。於是，最近又有一群科學家想到透過調整洋蔥的一個特殊基因，可以讓洋蔥生出單倍體。

這個基因是CENH3。它是一個關鍵的著絲粒蛋白，在染色體分離和細胞分裂過程中扮演著重要角色。CENH3參與形成功能性著絲粒，確保染色體在有絲分裂和減數分裂過程中正確分離。

過去的研究發現，當CENH3的表現量降低時，細胞中可用的CENH3蛋白減少，這導致部分染色體上的著絲粒功能受損或弱化。更有趣的是，當CENH3表現降低的植株與野生種植株雜交時，來自兩個親本的染色體在受精卵中競爭有限的CENH3蛋白，來自CENH3表現降低親本的染色體可能因為無法形成穩定的著絲粒而被選擇性地排除或消除，剩下的只有來自野生型親本的染色體，這就形成了單倍體植株。這種方法已在多種植物中被證實有效，包括阿拉伯芥、玉米和小麥等。

因此，研究團隊使用了RNAi技術，將CENH3的表現量降低。他們發現，將CENH3表現量降低後，的確可以誘導出單倍體洋蔥，誘導率大約是4.63%。

不過，研究團隊注意到，相比於其他植物，洋蔥顯然對CENH3表現量更敏感。即使是輕微的降低CENH3的表現量，也會發生種子不育與單倍體的發生。

總而言之，發展出這項技術就像是給洋蔥育種裝上了快速鍵。它不僅能幫助農民更快地獲得好的洋蔥品種，還可能讓我們的洋蔥更香、更甜、更耐儲存。

雖然這項研究現在還在實驗室階段，但它為未來的洋蔥育種帶來了新的希望。也許在不久的將來，我們就能吃到更美味、更便宜的洋蔥了！

參考文獻：

Manape, T.K., Satheesh, V., Somasundaram, S. et al. RNAi-mediated downregulation of AcCENH3 can induce in vivo haploids in onion (Allium cepa L.). Sci Rep 14, 14481 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-64432-7