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研究方向

目前我们研究室的研究方向有三:
一、 探讨蕃茄细菌性斑点病病原菌之致病机制
二、探讨蕃茄细菌性斑点病病原菌第六型分泌系统之功能
三、分离促进植物生长之根栖细菌
四、探讨促进植物生长根栖细菌诱发抗性之机制
 
 
蕃茄细菌性斑点病病原菌致病机制之探讨
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      此研究目的是为了探讨植物病原细菌 Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) 中,非致病性基因 avrPtoB 之蛋白质调控机制。Pst 依据是否具有avrPto 而分为 race 0  race 1:前者有avrPto 基因而后者无,avrPto 基因为一与蕃茄抗性基因 Pto 相对应的 Pst 非致病性基因。故 race 0 的 Pst 在带有 Pto 基因的蕃茄上会诱导 gene-for-gene 抗性而使蕃茄能健康生长。2002 Kim 等人在 Pst 中发现第二个能被 Pto 辨识的非致病性基因,命名为 avrPtoB。 AvrPtoB 是经由第三型分泌系统 (type III secretion system) 运送到植物细胞中之细菌蛋白质,当 AvrPtoB 被蕃茄抗性基因 Pto 的蛋白质产物辨认后,植物之防御系统便会被启动进而抑制细菌生长及病征的发展。有趣的是 race 0  race 1 两群 Pst 细菌都具有可诱发植物抗性的 avrPtoB 基因,但 race 1 却会对带有抗性基因 Pto 的蕃茄造成病害。之前的研究结果显示,将race 1 (i.e. Pst T1) avrPtoB 放到 race 0 (i.e. Pst DC3000) 的 avrPto/avrPtoB 双突变菌株中表现时,可以启动 Pto 主导的植物抗性。之后发现,Pst T1不仅具有avrPtoB 基因,也可测到 avrPtoB 表现后产生的 mRNA,但却无法测得其蛋白质产物。演化上,随着植物不断发展新防御机制的脚步,病原菌也不落后的演化出更新的策略来击破植物的防御线。于是我们推测在 Pst T1中所观察到的现象可能是病原菌利用躲过植物辨认来克服其抗病系统之机制。本计画将以分子生物学的角度来探讨此调节机制,另外也要了解这整个调节机制对植物病害的重要性,及分析其对于病害防治策略的影响。
 
第六型分泌系统之探讨
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    第六型分泌系统是于2006年由 Vibrio cholerae  Pseudomonas aeruginosa 的研究中而新定义的一个分泌系统,广泛存在于革兰氏阴性菌中;目前已知的功能相当广泛,包括对动物的致病力、与其他细菌间的竞争力、根瘤形成、抗逆境、生物膜形成及抑制或启动动物免疫系统等。在中的功能较不清楚,因此我们希望借由植物病原模式细菌 Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000上的研究,来了解第六型分泌系统于该类病原菌中的功能。如上图所示,Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 有两套第六型分泌系统基因丛集,我们已确认第二套对于 Hcp-2 的分泌是必须的,若重要基因被突变后,就会使  Hcp-2 不会被分泌到胞外。我们的短期目标是希望能够了解这两套分泌系统是否都有功能,且其在Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 中的生理活性为何;另一方面,我们也进一步要探讨第六型分泌系统基因表现的调节机制。
 
分离促进植物生长之根栖细菌
    促进植物生长根栖细菌 (Plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR) 可利用直接或间接的机制来使植物生长更为良好。目前已知的机制包括固氮、降低压力荷尔蒙-乙稀在植物中的含量、帮助提高铁的吸收量、产生可促进生长的植物荷尔蒙、帮助提高土壤中磷的使用率及降低病原菌感染的机率等。本计画将收集不同环境中的植物根系样本,分离出与根圈息息相关的菌种。筛选出能附生于根部之菌种并确认其是否具有促进植物生长或是诱导植物产生系统性抗病性的能力。接下来,会进一步探讨其促进植物生长或是诱导植物产生系统性抗病性的机制,并分析这些筛选出之根部细菌是否具有更多潜能。希望在数年后,我们能够分离到许多新颖并具不同潜力或优势的根栖细菌,且具有用于田间之潜能。
促进植物生长根栖细菌诱发抗性之机制
这是一张图片    与阳明大学陈文盛教授合作的研究中发现,土壤中常见的链霉菌 Streptomyces coelicolor 具有能够促进蕃茄及阿拉伯芥等植物生长的能力,且能诱发阿拉伯芥产生对抗 Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 的能力。目前我们正进一步的在探讨这两项功能的分子机制。