隨着氣候變遷對全球糧食生產帶來日益嚴峻的挑戰，提升農作物抗逆性已成為全球科學家的核心課題。中大研究團隊正試圖解開一個存在數十年的謎題——植物液泡形成與運作的機制，望能為提升農業生產力邁出重大一步。

植物液泡是個充滿水分的細胞結構，能因應環境變化調整其大小與形態，作出適應以求生。揭開此機制的奧秘，將為提升農業生產力帶來重大突破。中大副校長（外務）兼卓敏生命科學教授姜里文及研究團隊成功以納米解析率的精細度捕捉植物液泡的三維影像，首次完整呈現植物細胞中液泡融合與分裂的過程。團隊早前獲香港特區政府「卓越學科領域計劃」資助，正籌建「植物液泡生物學和生物技術研究中心」，將研究成果應用於提升水稻、大豆等作物的產量。

植物液泡的關鍵角色

姜教授在這個微觀植物世界的探索，始於二十多年前。「我早於2000年前便開展了這項研究，當時主要探索蛋白質進出液泡的運輸過程。如今我們的研究已拓展至液泡的形成機制及它們與其他細胞器相互作用的基礎問題，將整個細胞視為一個系統進行探索。」

植物液泡是細胞不可或缺的組成部分，在細胞循環與維持體内穩態（即維持水分和養分吸收、溫度及氣體交換的平衡）中發揮關鍵作用。它們會隨植物生長周期動態改變大小與形態，這種適應性正是植物應對環境威脅的核心機制。

儘管科學家早已認識到液泡的重要性，但對其起源或進化仍然所知甚少。直至姜教授團隊於2019年完成全細胞電子斷層掃描分析，液泡在納米解析率之下的面貌才首次清晰地呈現出來。

姜教授指出：「透過理解液泡的運作機制，我們能推動創新生物技術應用，提升農業生產力，並增強作物對非生物性壓力（包括高溫、鹽分及乾旱）的抗逆性。」

眼見為實

「我做研究時，一直以眼見為實。」姜教授說：「我們實驗室配備的電子斷層掃描儀，是香港及內地首台同類設備。這項尖端技術能顯示納米級分辨率成像，使我們得以觀察液泡的三維動態，精細度前所未有。」