茶樹會聊天嗎？

植物在受到攻擊時會釋放揮發性化合物（VOCs），然後其他的植物接收到以後，就會提高警戒，這個現象有許多研究團隊都發現了。當然，要不要說植物這樣做是在「警告」鄰居，或者可以解釋成植物釋放這些VOCs只是一種壓力反應，讀懂這個信號的植物存活率比較高，所以他們並不是互助，那就看個人了。這個就像我們聽到附近有爆炸聲，躲遠一點的存活率會比跑去朝聖的要高，所以通常大家都會躲遠一點，道理應該是差不多的。

最近有一個關於茶樹的研究蠻有趣的。他們發現，當兩株茶樹相鄰生長時，比單株茶樹具有更強的耐寒性。於是他們決定來看一下，到底是怎麼回事。

結果他們發現，茶樹在受到寒害時，會釋放VOCs，然後這些VOC被附近的茶樹收到了以後，附近的茶樹也會做好防寒準備。

然後，收到信號的茶樹，也會釋放一些VOC，而這些VOC們若是被原先送出信號的茶樹收到時，這些茶樹又會釋放VOC。

所以，他們的結論是：茶樹會交換情報，你一句我一句的！

不過，釋放出來的VOC們，有沒有哪一個（些）比較重要呢？

研究團隊將首先發出信息的茶樹的VOC與收到信息的茶樹發出的VOC們做比較，發現後者的VOC們顯然有些分子的含量變高了。這個分子是「角鯊烯」（squalene）。

圖片作者：ChatGPT

這就有趣了。角鯊烯是植物合成植物固醇的原料之一，雖然過去也有人發現植物在被蟲咬的時候，放出的VOCs裡面有它，不過還沒有人發現它是主要的信息分子。

所以，研究團隊做了一些實驗，想要證明角鯊烯的確與植物抗寒有關。

首先，他們用角鯊烯處理植物，然後分析植物的基因表現是否有不同。

使用的角鯊烯的濃度大約是與收到信息的茶樹釋放出來的濃度相等，對照組則是角鯊烯的溶劑（DMSO）。處理12小時候，進行了分析了茶樹的全轉錄體，發現有885個基因的表現有差異。

這麼多基因，要看哪些呢？有鑑於過去在模式植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）中，ICE-CBF/DREB1在低溫反應中扮演核心角色，而在茶樹的6個CsCBFs （CsCBF1-6）中，先前研究已證實CsICE1、CsCBF1和CsCBF3參與寒害反應，CsCBF5可能作為正調控因子參與寒害反應，因此研究團隊決定特別關注了ICE-CBF/DREB1路徑相關基因。

結果發現，CsICE1和CsCBF1/2/3表現量無顯著差異，CsCBF4/6表現量略有下降，只有CsCBF5表現顯著上升。研究團隊透過定量PCR（qPCR）進行了進一步驗證，確認了角鯊烯處理確實會特異性地誘導CsCBF5的表現。

為了要確認CBF5在抗寒的角色，研究團隊使用反義寡核苷酸（AsODNs）來抑制CsCBF5表現。結果發現，當CsCBF5表現下降時，茶樹的抗寒性就下降了；而且就算提供外加角鯊烯，茶樹的抗寒性也沒有提升。

他們還使用了蕓苔素內酯生物合成抑制劑（Brz，brassinazole）來進行測試。結果發現，正常植物處理角鯊烯後，耐寒性明顯提升；但Brz處理的植物即使添加角鯊烯，耐寒性也沒有改善。另外，CsCBF5的表現在Brz處理組中顯著降低。這意味著，角鯊烯本身並不能直接活化CsCBF5，而是透過蕓苔素內酯來發揮作用。

這些實驗，都進一步證實了角鯊烯透過誘導CsCBF5表現來提高植物耐寒性。另外，研究團隊還抑制了合成角鯊烯的酵素SQS（squalene synthase），然後把這個植物做寒害處理，讓它作為信號來源，放出信號給另一棵植物（對照組用正常植物作為信號來源）。

結果他們發現，接收來自沒有SQS植物信號的組別比對照組表現出更嚴重的寒害損傷。這也意味著，不能釋放角鯊烯的植物，在受到寒害時，無法正確的釋放出能讓周圍的植物瞭解「我受到寒害」的信號，造成周圍的植物無法提前準備。

所以，研究團隊認為，他們發現角鯊烯是茶樹用來交換信息的分子。當茶樹受到寒害時，會釋放出含有角鯊烯的VOC信號，然後其他的茶樹收到了，就會做好準備。

不過，其他的茶樹收到這個信號時，也會釋放出含有角鯊烯的VOC信號；這時候若是原來發出信號的茶樹收到了，還可以進一步提昇自己的抗寒性。

感覺上的確有點像是「你一句、我一句」的，不過有沒有可能是，茶樹就是把角鯊烯作為一種寒害的壓力信號，所以不管是誰發出的，只要是含有角鯊烯的VOC們，就是「寒流來了，準備好！」的意思呢？

個人覺得，如果能證明一開始受到寒害所釋放的VOC的組成，與接收到信號後所釋放的VOC的組成是不同的，這樣可能可以支持「聊天」的說法；當然，如果在證明這兩種VOC的組成不同後，還能證明植物收到這兩種不同的VOCs會釋放出不同的VOCs，那就更棒囉。

當然，這篇論文發現角鯊烯也是信號分子之一，這也蠻有意思的。不知道其他的植物會不會也使用角鯊烯呢？

參考文獻：

Jieyang Jin et al. ,Squalene acts as a feedback signaling molecule in facilitating bidirectional communication between tea plants.Sci. Adv.11,eads4888(2025).DOI:10.1126/sciadv.ads4888