農業最前線
保護植物的重要菌源~鏈黴菌
具有鏈狀的鏈鰴菌

1875 年孔恩氏在一份報告書中提到,由人工淚腺的結石中可以分離出一種微生物──-放線菌(Actinomycetes spp.) 是一群形態特殊、分布廣泛的微生物,在土壤、淡水、海水、堆肥、動物及植物等天然或人為的各種環境中均可發現其蹤跡。一般而言,富含有機質的中性土壤,放 線菌的數量可達106 -107c fu/g。土壤中90% 以上的放線菌以鏈黴菌(Streptomyces spp.) 為主。

依 據放線菌的生理、生化及細胞特性,發現其不具有核膜,因此將其歸類於原核生物(prokarote) (Miyadoh,1997;Williams et al ., 1989)。隨著菌種分離、培養、生物化學及形態觀察等技術的發展,新屬或新種的放線菌不斷被發現及被重新歸類。直到目前為止,已接近100 個屬被描述(50 多個屬被正式承認),其中鏈黴菌及其相關的屬已超過1000 多個種和變種(Miyadoh, 1997;Williams et al ., 1989)。

能產生多種二次代謝

鏈 黴菌可以產生多種二次代 謝物,包括各種物質的分解酵素及抗生物質。這些代謝產物除了可用在人體的醫藥以及當成家畜飼料的添加物外,在農作物生產方面,也可做為植物保護之用。鏈黴 菌是已知放線菌中最大的族群,可產生高達一千多種的抗生物質,許多重要的抗生素如放線菌素、鏈黴素、四環黴素、保米黴素、維利黴素、嘉賜黴素及康黴素等, 都可由鏈黴菌生產。一般而言,農用抗生素具有較低毒性同的肰鍵結合,經常形成網狀結構,可以抑制病原菌細胞壁的合成,如純黴素。

植物保護上的運用~

生物防治法是農業生態系中,植物病原、昆蟲與益菌或天敵等族群間維持均衡的重要策略之一。就植物病害而言,其定義是指在自然或人為操控的環境下,透過一種或多種拮抗微生物,有效降低病原菌的密度、活力及感染作物的能力,進而達到防治植物病害的效果。

鏈 黴菌拮抗植物病原菌的原理可分為抗生、競爭和超寄生作用。抗生作用是指拮抗菌所分泌的代謝物質如抗生素或酵素,可以抑制病原菌的生長。競爭作用是拮抗菌 與植物病原菌競爭養分、生存空間,尤其在作物的根圈部位建立族群優勢,進而達到抑制病原菌的生長及存活,間接保護作物免於被病原危害。超寄生作用則是拮抗 微生物寄生於病原菌上,致使其菌絲或生殖構造遭受破壞甚至死亡。

例 如利迪鏈黴菌WYEC108菌株,可阻擾腐霉菌的卵孢子發芽,因為牠所分泌的幾丁質分解酵素可以破壞腐霉菌菌絲的細胞壁。如果把豌豆種子粉衣以 WYEC108菌株處理,可使豌豆種子免於受腐霉菌的危害。由於多數鏈黴菌具有分泌抗生物質或細胞外酵素的能力,可以有效抑制植物病原菌。此外,少部分還 具有促進植物生長或誘導植物產生抗病性的效果,因此鏈黴菌在生物防治應用上極具潛力。

 

前景看好 

鏈 黴菌具有廣泛抑制植物病原真菌的功效,開發鏈黴菌的重要課題,包括深入研究鏈黴菌的生態與生理特性,探討鏈黴菌與農作物及栽培基質的親和性,明瞭作物病 原菌與鏈黴菌在寄主植物生長環境中的消長,評估鏈黴菌對於逆境(如殺菌劑、殺蟲劑、除草劑等)環境的抗感性,以及追蹤鏈黴菌生長與繁殖的必備條件等。此 外,對於牠在田間的施用技術及儲架壽命等,都應不斷地追蹤與改良,進而把牠導入農業生態體系中,做為生物防治用的菌種,以研製具有防病功效的植物保護製 劑。

 

~參考科技大觀園~

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