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研究方向
目前我們研究室的研究方向有三：一、 探討蕃茄細菌性斑點病病原菌之致病機制
二、探討蕃茄細菌性斑點病病原菌第六型分泌系統之功能
三、分離促進植物生長之根棲細菌
四、探討促進植物生長根棲細菌誘發抗性之機制
蕃茄細菌性斑點病病原菌致病機制之探討
此研究目的是為了探討植物病原細菌 Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) 中，非致病性基因 avrPtoB 之蛋白質調控機制。Pst 依據是否具有avrPto 而分為 race 0 及 race 1：前者有avrPto 基因而後者無，avrPto 基因為一與蕃茄抗性基因 Pto 相對應的 Pst 非致病性基因。故 race 0 的 Pst 在帶有 Pto 基因的蕃茄上會誘導 gene-for-gene 抗性而使蕃茄能健康生長。2002 年，Kim 等人在 Pst 中發現第二個能被 Pto 辨識的非致病性基因，命名為 avrPtoB。 AvrPtoB 是經由第三型分泌系統 (type III secretion system) 運送到植物細胞中之細菌蛋白質，當 AvrPtoB 被蕃茄抗性基因 Pto 的蛋白質產物辨認後，植物之防禦系統便會被啟動進而抑制細菌生長及病徵的發展。有趣的是 race 0 及 race 1 兩群 Pst 細菌都具有可誘發植物抗性的 avrPtoB 基因，但 race 1 卻會對帶有抗性基因 Pto 的蕃茄造成病害。之前的研究結果顯示，將race 1 (i.e. Pst T1) 的avrPtoB 放到 race 0 (i.e. Pst DC3000) 的 avrPto/avrPtoB 雙突變菌株中表現時，可以啟動 Pto 主導的植物抗性。之後發現，Pst T1不僅具有avrPtoB 基因，也可測到 avrPtoB 表現後產生的 mRNA，但卻無法測得其蛋白質產物。演化上，隨著植物不斷發展新防禦機制的腳步，病原菌也不落後的演化出更新的策略來擊破植物的防禦線。於是我們推測在 Pst T1中所觀察到的現象可能是病原菌利用躲過植物辨認來克服其抗病系統之機制。本計畫將以分子生物學的角度來探討此調節機制，另外也要了解這整個調節機制對植物病害的重要性，及分析其對於病害防治策略的影響。
第六型分泌系統之探討
第六型分泌系統是於2006年由 Vibrio cholerae 及 Pseudomonas aeruginosa 的研究中而新定義的一個分泌系統，廣泛存在於革蘭氏陰性菌中；目前已知的功能相當廣泛，包括對動物的致病力、與其他細菌間的競爭力、根瘤形成、抗逆境、生物膜形成及抑制或啟動動物免疫系統等。在中的功能較不清楚，因此我們希望藉由植物病原模式細菌 Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000上的研究，來了解第六型分泌系統於該類病原菌中的功能。如上圖所示，Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 有兩套第六型分泌系統基因叢集，我們已確認第二套對於 Hcp-2 的分泌是必須的，若重要基因被突變後，就會使 Hcp-2 不會被分泌到胞外。我們的短期目標是希望能夠了解這兩套分泌系統是否都有功能，且其在Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 中的生理活性為何；另一方面，我們也進一步要探討第六型分泌系統基因表現的調節機制。
分離促進植物生長之根棲細菌
促進植物生長根棲細菌 (Plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR) 可利用直接或間接的機制來使植物生長更為良好。目前已知的機制包括固氮、降低壓力荷爾蒙-乙稀在植物中的含量、幫助提高鐵的吸收量、產生可促進生長的植物荷爾蒙、幫助提高土壤中磷的使用率及降低病原菌感染的機率等。本計畫將收集不同環境中的植物根系樣本，分離出與根圈息息相關的菌種。篩選出能附生於根部之菌種並確認其是否具有促進植物生長或是誘導植物產生系統性抗病性的能力。接下來，會進一步探討其促進植物生長或是誘導植物產生系統性抗病性的機制，並分析這些篩選出之根部細菌是否具有更多潛能。希望在數年後，我們能夠分離到許多新穎並具不同潛力或優勢的根棲細菌，且具有用於田間之潛能。
促進植物生長根棲細菌誘發抗性之機制
與陽明大學陳文盛教授合作的研究中發現，土壤中常見的鏈黴菌 Streptomyces coelicolor 具有能夠促進蕃茄及阿拉伯芥等植物生長的能力，且能誘發阿拉伯芥產生對抗 Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 的能力。目前我們正進一步的在探討這兩項功能的分子機制。