微生物在汙染治理、資源再生、生態與環境永續上，已有許多新應用與新發現。其中，吳哲宏培養耐鹽脫鹵菌，強化高鹽場址污染解毒；李學霖以藻菌共培養提升微生物燃料電池效率，何攖寧結合基因體與機器學習解開「微生物暗物質」，延伸至保育策略；王亮鈞從魚皮黏液菌找出氨壓力解方；陳立涵則以益生菌強化水產抗病並串接副產物再利用；張嘉修、賴奇厚、林幼君等人從藻類碳捕、產氫與減甲烷，到農業循環鏈建構，勾勒微生物在淨零與資源再生中的戰略角色。

撰文/彭梓涵、高佳樺

微生物環境工程、能源轉換、生態保育、水產養殖最新應用大解析！

⊙創新微生物菌種 提升高鹽、鹵素有機污染物解毒

國立成功大學教授吳哲宏指出，臺灣過去無線電公司(RCA)污染場址，含氯溶劑對地下水與土壤造成長期影響，而整治工作往往需耗費數十年，說明現有化學或物理處理方式的侷限。

因此，他的研究聚焦一類被稱為有機鹵素呼吸菌的微生物，這些菌可利用含氯化合物作為電子受體，透過特殊的脫鹵酵素(Dehalogenase)逐步移除氯原子，最終將有毒的三氯乙烯化轉化為無毒的乙烯，完成生物解毒。

不過他表示，過往有機鹵素呼吸菌多適用在淡水或低鹽環境，然而，隨著工業環境變遷，污染物從內陸遷移到沿海或鹽度偏高的場址，其團隊發現，當鹽度升高時，這類菌的解毒效率顯著下降，甚至停滯在半解毒狀態。

為此，吳哲宏團隊透過長期馴化實驗，模擬不同鹽度條件，找到能在近海水鹽度下仍維持完整脫氯能力的菌株。同時也發現，耐鹽菌株並非只是改變單一基因，而是涉及整體轉譯(Translation)系統、核糖體蛋白結構穩定性、密碼子使用偏好與蛋白質電性調整等多層次演化適應。

其中，團隊特別注意到核糖體大次單元 (S60) 的特定蛋白在高鹽條件下的表現量顯著上升，推測其可能與維持蛋白質合成系統在高鹽環境中的穩定性有關。

吳哲宏指出，未來若能將此特定蛋白作為判斷菌株是否具備高鹽耐受與實際解毒能力的生物指標，將有助於在現場快速評估菌株是否適合用於特定污染場址。

⊙藻菌共培養提升光合生物陽極電子傳遞效率

東海大學副教授李學霖的研究則圍繞在「藻菌共生」與「微生物燃料電池」的跨域整合。他指出，近年藻菌共生重新受到關注，與淨零排放與永續發展密切相關。他進一步將此概念導入微生物燃料電池，嘗試讓藻與菌在電極表面共生，觀察其對電流輸出的影響。

李學霖指出，傳統認為，微生物反應系統中應避免氧氣干擾，因為氧會成為細菌更偏好的電子接受者；但他的實驗發現，在某些條件下，有氧反而能加快代謝速率，使電子傳遞效率提升，顛覆過往對厭氧條件的既定想像。

在實驗中，他觀察到，當藻類加入系統後，電流輸出顯著上升，且有機物的降解速度加快，進一步分析顯示，此效果並非微生物代謝的乳酸或醋酸等傳統碳源的作用，而是可能與藻類生長過程中分泌的胞外聚合物或訊號分子有關，這些物質可能促進細菌形成更有效率的電子傳遞結構。

不過，他也坦言，藻菌能否構成「互利共生」仍需更多研究證據支持。在實驗中也觀察，某些營養條件下，藻與菌並未展現明顯的互利關係。他的團隊目前正進一步解析藻類分泌物的化學組成，試圖找出真正促進高電流與高效率分解的關鍵因子。

⊙基因體+機器學習 解鎖「微生物暗物質」

國立海洋大學副教授何攖寧以「污染、共生與資源開發」為主軸，說明他如何將微生物視為尚未被充分理解與利用的自然資源。

何攖寧指出，目前要充分了解與應用微生物，最大的瓶頸在於「多數微生物無法被培養」，而這些所謂的「微生物暗物質」並非真的無法生長，而是人類尚未理解其真正的生存條件。

他表示，傳統以大量篩選為主的培養方式，往往耗時費力卻收穫有限，因此他的團隊正嘗試結合基因體資訊、代謝推論與機器學習，來反向預測適合的培養條件，同時他也將這套思維延伸到生態保育與物種復育的層次。

他強調，每一種生物體本身就是一個微生物棲地，若只保存宿主基因體，而忽略其共演化的微生物群，未來復育可能會面臨功能缺失的問題，因此主張未來的保育策略應同時保存宿主與其微生物體，才能真正維持生態功能。

⊙從魚皮膚共生菌 找到氨壓力生物解方

國立中山大學副教授王亮鈞分享團隊如何從「魚類皮膚」與「表皮黏膜微生物群」的角度切...