1月17日~18日，台灣首屆微生物嘉年華會暨微生物與健康主題展於南港展覽館2館盛大登場。在「Session 2：環境微生物與微生物體學的研究現況及市場需求」議題中，邀請到國立中興大學黃姿碧教授、臺灣大學植物病理與微生物學系張皓巽副教授、國立中興大學黃介辰終身特聘教授，從作物逆境韌性、作物與微生物共生關係到功能性小分子生物刺激素，提出未來農業的永續發展，不只在於抗病品種或化學防治，而在更精準的理解並運用微生物體。
 

黃姿碧：內穩系統素不僅重構根圈、讓作物更耐操

(圖片來源:主辦單位提供)

黃姿碧教授分享與正瀚生技合作的「內穩系統素(Homeostatic Systemins™)」在作物根圈(Rhizosphere)的影響。
 
黃姿碧指出，正瀚開發的內穩系統素的概念類似人體維持血糖、血壓與代謝平衡的機制，植物若能在逆境中維持內在平衡，就能在不犧牲產量的前提下提升耐受力。此類產品屬於歐盟定義的生物刺激素(biostimulants)，其功能並非提供養分，而是透過調控植物生理反應，提高營養吸收效率、促進生長並增強對非生物性逆境的耐受力。
 
她的團隊進一步探討此類產品對植物「根圈微生物」的影響。黃姿碧指出，根圈是植物與土壤微生物交互作用的關鍵界面，其菌相結構直接影響植物健康。
 
在水稻與玉米試驗中，她發現，施用內穩系統素後，有益的微生物，如促進生長與防病的菌種比例會有所上升，而病原菌族群明顯下降，同時不會破壞整體微生物多樣性，顯示其具有環境友善特性。
 
更重要的是，該產品會調控微生物的「數量感知(quorum sensing)」系統，而非直接殺菌，因此不易產生抗藥性。實驗也發現，其可抑制病原菌的毒素生成訊號，同時促進有益菌形成生物膜，強化益生菌的定殖與保護作用，進而提升植物在乾旱、低溫與高鹽等逆境下的存活與生長表現。
 

張皓巽：種子微生物揭示紅冠腐病「種子期抗性」差異關鍵！

 
(圖片來源:主辦單位提供)

張皓巽分享土壤傳播病原、作物品種與微生物體的交互作用，並以臺灣2017年後擴散的大豆紅冠腐病為例，探討抗病表現為何會隨發育階段改變。
 
張皓巽指出，團隊比較臺灣常見約18種大豆與毛豆品種後發現，品種在「種子腐爛」有明顯抗感差異，但在「根部病害」嚴重度上差異不顯著，形成「種子期抗、成根後消失」的疑問。
 
張皓巽進一步說明，抗生素去除種子細菌後，抗病品種的種子抗性下降，顯示種子菌相參與防禦。隨後以PacBio全長16S rRNA定序辨識出與抗性相關的候選菌Bacillus altitudinis，再接種到種子實驗中發現，其可恢復部分品種的種子抗性，但效果與品種相容性及定殖量相關。
 
張皓巽補充，qPCR追蹤顯示該菌在根部多於6至9天後多難偵測，但在特定抗病品種地上部可維持較久，顯示定殖差異可能影響防治效果，進而為益菌種子處理、結合品種選擇與栽培管理提供了一種新的整合防治方向。
 

黃介辰：生物刺激素PQQ、環狀二胜肽重構農業韌性

 
(圖片來源:主辦單位提供)

黃介辰分享其團隊多年來如何透過「內生菌」與功能性小分子，打造可提升植物逆境耐受力的生物刺激素策略，來回應氣候變遷對農業的挑戰。
 
黃介辰團隊早期從污染環境中篩選出具多重功能的內生菌，發現其不僅能分解環境毒物，還能抑制植物病原菌並促進作物生長。進一步研究顯示，這些效果與內生菌所產生的關鍵小分子有關，其中一項重要因子為生物刺激素PQQ(pyrroloquinoline quinone)。
 
黃介辰指出，PQQ能促進植物生長，也能活化植物免疫系統，使作物在沒有病原存在的情況下仍呈現更佳的生長狀態。進一步研究，發現PQQ在動植物細胞中會影響NAD⁺/NADH平衡與粒線體功能，進而改變能量代謝狀態。
 
此外，團隊也發現另一類由微生物產生的環狀雙胜肽，能顯著提升植物對鹽害的耐受能力，可能透過調控碳代謝與訊號傳遞路徑，使鈉離子不易進入植物體內，減少鹽逆境傷害。
 
(報導/彭梓涵、高佳樺)