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與細菌共生

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

動物與細菌共生的例子太多了，我們腸道裡便少不了它們，最近還發現它們也參與了身體的免疫機能。其實植物也會利用細菌抗病，最近韓國延世大學的團隊便發現了一個重要的例子。

話說番茄、馬鈴薯等茄科植物特別容易感染的一種青枯病，好發於高溫多溼的環境，病原是土壤中的細菌Ralstonia solanacearum。病菌侵入植物根部後，沿著木質部輸水管擴散，導致植物枯萎。這種青枯病無藥可治，全球的馬鈴薯農人因而蒙受的損失，每年高達10億美元。可是有些看來在劫難逃的植物，卻不容易感染，例如番茄品種「夏威夷7996」。這個事實引起了韓國學者的興趣，他們懷疑那是因為「夏威夷7996」招徠了土壤裡其他細菌的保護。

於是他們以兩個番茄品種做實驗，一個是抗病種「夏威夷7996」，另一個是天真種「營利」（moneymaker）。首先，研究人員分析它們根部附近的土壤細菌群，發現兩者有系統的差異。然後研究人員把一些植株互換：把天真種移植到先前生長抗病種的土壤裡；抗病種移植到天真種待過的土壤裡。同時，他們另外分別挑了幾株，移植到同類生長過的土壤裡作為對照組。

然後，研究人員對所有移植過的番茄施放病菌，觀察反應。結果，移植到抗病種土壤裡的天真種，病情進展的速度比對照組慢了3成。而移植到天真種土壤裡的抗病種，病情卻進展得非常快，辜負了「抗病」之名。進一步研究發現，「夏威夷7996」的抗病能力來自土壤中的一種黃桿菌。把這種黃桿菌釋放到「營利」生長的土壤裡，再施放病菌，「營利」仍然會感染，但是疫情卻緩和很多：16天後，實驗組有40％存活，對照組只有12％。

韓國學者的結論是，「夏威夷7996」的根部會釋放促進抗病黃桿菌生長的化學物質，詳情仍不明，是未來的研究目標。但是他們的發現指出了對抗茄科青枯病的可能方向：一、利用抗病黃桿菌；二、利用促進抗病黃桿菌生長的物質；三、以基因工程技術使農作物自行在根部製造那些物質。

參考資料

A little help from my friends. The Economist, Oct. 13th-19th, 2018, p.78.

資料來源

《科學發展》2018年11月，551期，76 ~ 79頁

黃桿菌(1) 番茄(2)

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