氣候變遷下，該種什麼？
全球暖化造成氣候變遷，造成有時候下雨下到鬧水災，但是有時候又怎樣都不下雨鬧旱災。這真的讓農夫傷透腦筋！淹大水農作物泡爛了沒收成，但是鬧旱災也讓農作物乾死了，照樣沒收成。
最近有一個研究就想從目前現有的鷹嘴豆（chickpea，Cicer arietinum）品系中找出比較耐旱的品系。雖然也可以透過育種讓農作物變得更耐旱，但是育種需要時間，在氣候劇變的當下的確是緩不濟急。
為什麼是鷹嘴豆呢？雖然在台灣的我們直到近年來才對鷹嘴豆比較熟悉（我第一次聽到它的英文名字時還楞了一下...雞豆？），但鷹嘴豆是世界第四大豆類作物，地中海料理與中東料理都少不了它。
鷹嘴豆的產量也受到氣候變遷的影響。為了解決這個問題，研究團隊從國際半乾旱熱帶作物研究所（ICRISAT）的基因庫中取得了36個品系的鷹嘴豆，它們分別來自印度、伊朗、奈及利亞、俄羅斯、尼泊爾、緬甸、義大利。所有這些品系都是所謂的「地方品系」（Landrace），也就是說它們是各地的農夫自行留種的過程中培育出來的。
研究團隊在維也納大學的實驗園進行測試。他們將這些鷹嘴豆種到達到50%開花期的時候，便開始進行乾旱處理。
透過減少灌溉或停止灌溉以及使用探測儀器測量土壤含水量，研究團隊控制乾旱組的土壤含水量，使其顯著低於對照組。在開始處理後第七天，兩組的土壤含水量出現明顯的差異；這個差異到第19天達到穩定。
乾旱處理一共進行了45天。研究團隊在第19天、第24天和第45天採樣，然後他們讓植物一直長到衰老，以偵測乾旱對作物產量的影響。
結果發現，第24天是植物反應最強的時間點。研究團隊發現，鷹嘴豆在乾旱時會累積L-蘇糖酸（L-threonic acid）、果糖以及糖醇類化合物。其中L-蘇糖酸是維生素C分解的產物，意味著在乾旱壓力下，合成維生素C的途徑活性上升了；由於維生素C是一種強抗氧化劑，這個發現顯示植物為了抵抗乾旱的壓力，開始合成更多的維生素C。
而果糖與其他糖醇類，則是做為提升細胞滲透勢（osmotic potential，為滲透壓的反值）的化合物。這個發現意味著，植物為了要留住更多水分在細胞內，開始想方設法累積化合物。尤其是糖醇類，過去的研究發現，在乾旱壓力下，鷹嘴豆會合成大量的糖醇類，可以高達它所以滲透調節分子的一半。
為什麼鷹嘴豆在乾旱測試的第24天反應最強呢？應該是因為在那個時間點，鷹嘴豆正在努力地往種子裡面打包養分（豆莢填充中期），所以這個階段的鷹嘴豆，正在最脆弱的時候，絲毫不得大意！
根據他們測到的數據，研究團隊發現鷹嘴豆的確有比較耐旱又高產量的品系。他們將這些鷹嘴豆的表現依據產量與耐旱性分成四個象限，其中第一個象限就是既耐旱產量又高。不意外的是，落在這個象限的鷹嘴豆，大多來自印度與伊朗。其中三個品系表現得尤其好，除了可以向農民推廣種植這三個品系，研究團隊還計畫繼續研究它們的基因，希望能從中找到讓鷹嘴豆既不怕乾產量又大的重要基因（們）！
參考文獻：
Palak Chaturvedi, Iro Pierides, Cristina López‐Hidalgo, Vanika Garg, Shuang Zhang, Rutwik Barmukh, Anke Bellaire, Jiahang Li, Gert Bachmann, Luis Valledor, Rajeev K. Varshney, Arindam Ghatak, Wolfram Weckwerth. Natural variation in the chickpea metabolome under drought stress. Plant Biotechnology Journal, 2024; DOI: 10.1111/pbi.14447
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