人物特寫 〉國家講座主持人系列:中興大學學術副校長楊長賢-蘭花教授,立志畫出基因地圖
2018-11-08

蘭花堪稱臺灣農業的璀璨巨星,蝴蝶蘭有超過九成出口,這個二十多年前在國際間竄起的產業,讓臺灣有了「蘭花王國」的美名。

三年前,臺灣學術界有個團隊,也靠蘭花攻下國際頂尖植物科學期刊《自然植物》雜誌(Nature Plants)第五期封面,以「花被密碼」為題,讓臺灣的蘭花研究在國際植物學術殿堂上奪盡風采,至今仍無人能出其右。

「考考你,這兩片蘭花花瓣,有什麼不一樣?你看,這片的邊緣是不是出現了鋸齒狀,」在中興大學食品暨生物科技大樓裡,生物科技學研究所教授暨學術副校長楊長賢,正在辦公室裡拿著二十年前出廠的老相機,拍攝白紙上的蘭花實驗採樣花瓣,興奮地與我們分享新發現。

鳳凰蘭一戰揚名國際

當年楊長賢離開美國柏克萊大學實驗室,飛回臺灣研究蘭花,至今邁入第二十五年。辦公室桌上擺的一盆紫紅色蝴蝶蘭,唇瓣如鳥展翅,正是團隊苦心研究的成果。「這盆叫做『鳳凰蘭』,兩年前參加臺南國際蘭展,當時臺南正在大地震災後重建,是祝福臺南能像鳳凰『浴火重生』,」楊長賢口中的「火鳳凰」,就是讓他揚名國際的「花被密碼」成果。

所謂「花被密碼」,是指楊長賢研究團隊在三年前成功找到控制蘭花唇瓣外觀的關鍵基因,更可以人為基因調控方式穩定控制蘭花唇瓣外觀性狀。技術上,是用病毒當載體,把一個關鍵基因的片段送到蘭花花部位置,以基因靜默的方式控制蘭花主導唇瓣外觀基因的表現,讓蘭花本來含蓄捲曲的唇瓣,變成舒展騰飛的「大唇」鳳凰蘭。

「原本要花十年雜交育種,才能得到不同顏色的『大唇』蘭花,現在在我的驗室裡,只需要兩個月,」楊長賢表示,實驗成果能夠協助市場,更快速開發出不同顏色與品種的「大唇」蘭花。

半夜打給指導教授的糗事

然而,能從蘭花近三萬個基因中,找到影響唇瓣表現的主基因,並不是件容易的事,楊長賢蘭花基因研究的基本功,來自在美國實驗室的經驗。

楊長賢過去曾在美國加州大學戴維斯分校實驗室研究萵苣,也待過柏克萊大學實驗室研究阿拉伯芥。當時為了找到萵苣抗病基因的位置,楊長賢常常早上進實驗室,做一批實驗需要耗時三小時,只要沒結果就一直連續做到晚上才回家,吃完晚飯九點進實驗室再做一批,半夜滿心想著實驗睡不著,凌晨一點再跑進實驗室看結果。有一次遇到重要發現,開心的打給指導教授,聽到教授剛入睡的聲音,才發現當時已是半夜。

相對於一般人一天兩次的實驗頻率,楊長賢做一個月的實驗量,一般研究人員得做上半年。「當時就是一心很想要知道實驗結果,根本忘了時間,也不覺得累,應該可以說是樂而忘憂吧。」楊長賢笑著說,從那時候開始愛上在未知中探索的實驗樂趣,每天看似在實驗室裡重複相同的動作,對楊長賢來說卻是日日都有新發現,每天都有驚奇。

楊長賢說自己會踏上研究之路,其實是跌破同學的眼鏡。

父親早逝,從大學開始就需要負擔家計,楊長賢就讀師範大學生物系時在半工半讀中度過,從伴讀家教到工地捆工都做,因此成績並不理想,也尚未發現自己對研究的熱情,楊長賢回想:「過去比較多是對已知的實驗結果進行操練,還不了解真正做實驗那種探索未知的樂趣。」放棄國中教職的穩定工作,到美國攻讀遺傳學才找到人生職志的楊長賢,相當鼓勵年輕人要找到真正熱愛的事物去投入,強調若非真的有熱情,研究也可能會變成枯燥的例行公事。

破解蘭花基因地圖

實驗有了階段性成果,常會被期待盡快將技術轉移到市場上商品化,但楊長賢有不同的看法。

憑著當年在美國對實驗的熱情,楊長賢留下上千棵轉殖基因萵苣的實驗紀錄,支持後續的研究者,成功找到萵苣的抗病基因位置。如今在臺灣的蘭花研究有了階段性的成果,實驗室培育出的「鳳凰蘭」,也將受邀參展今年(2018)的臺中花卉博覽會。問到「花被密碼」的技術是否有技術轉移與上市計畫?楊長賢表示,自己不是不想賺錢,只是當時做研究的初心,就不是為了獲利,是單純想要破解蘭花的秘密、找到答案。更重要的是,團隊對於蘭花的研究,其實有更遠大的計畫。

「我們希望破解蘭花花朵發育的基因地圖,」楊長賢希望為臺灣打下蘭花基因研究的地基,將蘭花的花被形成、形狀、大小、顏色、對稱及老化等各種性狀的主控基因一一破解,比起一開始就有商業目的的研究,楊長賢認為打好基礎科學的底子,未來將更能啟發多元的應用。

他說:「基礎研究是重要基石,就像有了好的地基,未來要蓋任何房子都沒問題。如果有蘭花花朵基因地圖,未來研究人員與業者不管是希望對蘭花進行任何性狀的調整,都將有跡可循。」

愛當花市怪客

以破解「蘭花基因地圖」為職志的楊長賢,不管是工作或生活都與蘭花緊密結合,也因此發生不少趣事。

楊長賢週末常常花時間逛臺中國光花市,到處找性狀上有突變的蘭花,帶回實驗室,希望藉著突變性狀,找到影響該性狀的調控基因。「花攤商家都覺得很奇怪,怎麼常看到一個人不買長得好、開得美的好花,專看有突變的怪花」楊長賢笑道。

此外,楊長賢也在與日本學者的交流研討會上,獲得了「蘭花楊」(Orchid Yang)的稱號。楊長賢擔任臺灣植物學會理事長,當時秘書長也姓楊,因此日本學者稱呼楊長賢為「大楊先生」(Oki Yang),「大」在日文的發音為Oki,發音近似蘭花的英文Orchid,因此楊長賢成了大家口中的「蘭花楊」。日本司儀還在主持研討會時表示:「我們很開心在這次活動中,幫楊教授找到了非常適合他的名字。」

與楊長賢及研究生們一同走進蘭花溫室,將參展臺中花博的橘色盆花被悉心照料著,一盆盆實驗用的蘭花也陳列其中。「我們已經將蘭花基因依據在不同花器中表現情形的特異性分類,把範圍縮小,鎖定上百個可能與花被發育性狀有關的基因進行研究,」楊長賢說,即使如此,實驗結果還是處處碰壁,必須常常與研究生們討論該如何調整實驗方向。

常常面對實驗的撞牆與挫折,楊長賢表示自己是個特別樂觀的人,遇到困難不太容易沮喪,明天再去解決它就好。「每個基因一定都有它的功能,只是我們還不知道而已,要特別有耐心。」

楊長賢相信,每條路都不會白走。溫室裡一盆盆綻放的蘭花,乘載著一個個對實驗假設成真的期待,楊長賢的蘭花花朵基因地圖研究之路,走得不疾不徐,步步踏實。

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