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增益植物健康之多功能蘇力菌研究
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緒言
傳統農業生產，多使用化學農藥及肥
料，易影響環境生態及造成藥劑殘留等問
題，在現今農業政策以安全農業、永續經
營為重點下，微生物農藥逐漸被更多農民
所使用，於研發上也有顯著進展。
蘇力菌
(
Bacillus thuringiensis
)
除了帶有
殺蟲結晶毒蛋白，可以開發微生物殺蟲劑
外，它也是促進植物生長的根圈細菌
(plant
growth-promoting rhizobacteria, PGPR)
(7)
成
員之一。目前所知之
PGPR
有
Aeromonas
spp.
、
Azoarcus
spp.
、
Azospirillum
spp.
、
Azo-
tobacter
spp.
、
Bacillus
spp.
、
Clostridium
spp.
及
Pseudomonas
spp.
等屬的細菌。
PGPR
能
有效促進作物生長，推測為其能產生植物
荷爾蒙，例如吲哚
-3-
乙酸
(indole-3-acetic
acid, IAA)
及嵌鐵物質
(siderophore)
，或降低
病原菌危害機率
(7, 13)
。以
PGPR
細菌處理過
之種子或根部，能促進發芽及生長
(2, 18, 27)
。
前人研究發現，在芽孢桿菌屬
(
Bacillus
spp.)
藉由合成或分泌細胞分裂素等物質，影響植
物生長發育
(2)
，或直接以溶磷、還原鐵等方
法使植物獲得營養
(29)
；於萵苣植物上接種
芽孢桿菌屬
2
星期後，植物的根部和嫩芽內
的細胞分裂素皆會提高
(3)
；芽孢桿菌屬也可
以提高玉米發芽或可以將三價鐵還原成二
價
(16, 38)
；所產生之揮發物質，就如同化學訊
號一樣連結芽孢桿菌屬和阿拉伯芥，可以刺
激植物質量增加
(35)
；主要的拮抗物質為脂
肽類，如豐原素
(fengycin)
、表面素
(surfac-
tin)
或
iturin
可抑制病原菌生長
(8, 21, 23, 28, 37)
；
會分泌抗生物質抑制病原菌的發生
(2, 11)
；
也能引發系統性抗病機制
ISR (induced sys-
temic resistance)
，以降低病害發生
(19)
。
為了探討蘇力菌在殺蟲以外的附加表
現，本研究針對供試蘇力菌菌株進行基因
及相關生化分析，瞭解菌株之
1-
氨基環
丙烷
-
羧酸脫胺酶
(1-aminocyclopropane-
1-carboxylate deaminase, ACCD)
活性分析、
吲哚
-3-
乙酸
(IAA)
含量、溶磷
(phosphate
solubilizing)
、嵌鐵物質、幾丁質分解酶
(chitinase)
、尿素分解酶
(urease)
、蛋白質分
解酶
(protease)
、脂質分解酶
(lipase)
、硝酸
還原酶
(nitrate reductase)
及氰化物
(cyanide)
生成，也探討蘇力菌之耐鹽性、於不同鹽
度環境中，
IAA
和尿素分解酶表現情形，
以及病原菌之拮抗效果。於盆栽中，測試
蘇力菌促進青梗白菜、菸草、四季豆、小
黃瓜、茄子等作物的生長情形，以及扺抗
軟腐、黑腐病原菌危害程度測試。於田間
試驗中，評估蘇力菌促進田間結球甘藍生
長情形。藉此研究殺蟲兼具促進作物生長、
抑菌特性等多功能之蘇力菌，擴展產品的
應用範圍。
材料與方法
一、供試蘇力菌菌株及成品
供試之蘇力菌菌株，有鮎澤蘇力菌
(
Ba-
cillus thuringiensis
subsp.
aizawai
,
Bta
)
及庫斯
蘇 力 菌
(
B. thuringiensis
subsp.
kurstaki
,
Btk
)
不同品系之
5
種菌株，其中
Bta
A603
、
Bta