圖片:根癌農桿菌(圖片引用自維基共享資源)
農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)也稱為根癌農桿菌或是根瘤農桿菌等,是一種革蘭氏陰性的土壤桿狀細菌。也是一種廣為農業微生物學者所熟知的古老菌種。最早由Smith和Townsend於1907年所發現。農桿菌會攜帶一種Ti質體,當它感染植物時,其中的一段DNA(又稱為T-DNA)會插入到受感染宿主的基因體當中,接著就去影響植物原來的代謝過程,這一過程可引起植物的癌腫病,且大部份菌株的寄主範圍十分廣泛,至少可感染138科588屬1193種以上的植物,且以雙子葉植物為主要宿主,包括桃、梨、蘋果等溫帶水果果樹,或是菊花、玫瑰等觀賞作物;不過有些時候甚至連松、樺木等林業作物都為其感染對象。這種病菌雖然時至今日仍然為農藝或園藝工作上很重要的病害防制對象,然而其感染植物與傳遞遺傳物質的特性卻也成為今日基因轉殖作物農桿菌轉型法(Agrobacterium-mediated transformation)所運用的重要工具。
後記:筆者在2009年時撰寫這篇文章主要是與學弟妹討論有些土壤微生物往往具有的一體兩面角色,一方面可能是重要的病害微生物,但是另一方面卻也有可能成為對抗其它病害或是作為農業生物技術的重要幫手。農桿菌便是其中一個重要案例,早年很多科學家的研究都是在於如何消滅它,但是之後卻發現它的病理過程其實可以提供給科學上其他重要的應用。也因此,當我們在談論到土壤微生物時,往往都要以相對性的眼光來看待它們,土壤微生物多樣性的可貴在於它們的多元,即便我們在某一時期、某一階段可能認為某些微生物是不好的,但是即便是聲名狼藉的物種也有可能在關鍵時刻反而搖身一變而成為重要的幫手。這點在未來多變而詭譎的環境變遷當中尤其重要,因為我們所要面對的植物生長逆境以及某些重要的抗逆境改良等問題面向都是相當複雜的,無論是從植物生長的環境面向改善或是從其本身作物性質的改良等等,其實都常常會運用到不同類型的微生物。後來,我在網路上又找到兩篇生科領域老師寫的農桿菌專欄文章我覺得寫得更詳細,然後還有ScienceDirect所列舉的前人相關研究,我也補充在這裡:
1.農桿菌–自然界的基因改造者 (黃皓瑄老師2012年撰寫於科技大觀園)
https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000003/detail?ID=ff9a3000-dc19-48c7-b801-e956ce21792d
2.【植物奧妙】農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)的不確定性 (葉綠舒老師2015年撰寫於CASE報科學的科普文章)
http://case.ntu.edu.tw/blog/?p=20231
3.Agrobacterium tumefaciens (ScienceDirect的相關前人研究文章綜覽)
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