- 精選文章
文章專區
2020-06-01農作物與微生物間的「微」戰爭
606 期
Author 作者
韓喬融／中興大學植物病理學系四年級，熱愛微生物和大自然，夢想是成為一名科普教育推廣者。
糧食，在人類的生存扮演至關重要的角色，提供生命體最基本所需的能量。目前，全球重要的糧食作物包括人們常吃的稻米、小麥製成的麵包、牲畜飼料中的大豆和玉米等。近年來，面對氣候變遷和全球總人口數急遽攀升的情況下，糧食問題也日漸受到國際間的重視。由於糧食年產量的多寡影響著全球的經濟、政治的局勢，甚至是人類的生存，因此，該如何維持作物的健全生長、提升作物產量就成為一項重要議題。
世界上著名的愛爾蘭大饑荒（The Great Famine）即是一個作物生病導致人民餓死的慘痛案例。西元1845~1852年，由疫病菌（Phytophthora infestans）造成的馬鈴薯晚疫病（potato late blight）導致為期七年的馬鈴薯歉收，造成愛爾蘭地區主要糧食的不足，輾轉引發饑荒，促使近100萬人死亡或移民至美國求生。最終使愛爾蘭的總人口數下降近四分之一，至今的人口數仍無法回復至當年光景。
有鑑於歷史的悲愴，完善地掌握並控制作物的生長及健康狀況，是現代農業生產必備的技能；然而，要如何才能夠讓作物健康生長，而且達到理想的產量呢？作物的生長和環境中的眾多因素相關，大致可分為非生物性因子和生物性因子。非生物性因子包含水分、溫度、日照長短、微量元素含量、肥料的施用和土壤的性質等；生物性因子則包含微生物、昆蟲和大型動物等。本文將著重於「微生物（microbes）」對作物生長的影響性。
微生物是什麼？
微生物，泛指無法以肉眼觀察到的一切微小的生物體，包含細菌（bacteria）、真菌 （fungi）、病毒（virus）、原生動物（protozoa）和藻類（algae）。而微生物相組成的差異，對於生物體的生長，則有著關鍵的影響。
以日常生活中的例子來說，相信很多人有腸胃不適或腹瀉的經驗，並且知道「養樂多」成分中的「腸道益生菌」可以幫助減緩腹瀉。而當腸胃中的益生菌族群數量達到一定程度時，則能提升人體自身的免疫反應、抵禦病菌，同時具有修護腸道黏膜組織的效果。生物體的生長和發育時常會依靠內共生菌，所謂內共生菌（symbionts），是一群對於生物體營養吸收、生長發育、免疫防禦反應或生殖能力具有調節作用的微生物族群。微生物不僅會影響人類的健康，對於植物的健康而言，更佔有極其重要的地位。
造成植物病害的微生物
人類生病時會咳嗽、發燒，那植物呢？一般而言，導致植物生病的因素一樣也可分為「非生物性因子」和「生物性因子」，非生物性因子包含溫度逆境、水分逆境、日照不均勻和營養元素缺乏等，造成植物生理功能的異常，稱作「植物生理障礙（physiological disorder）」；而由生物性因子引起的症狀稱為「植物病害（plant diseases）」，包含真菌、細菌、線蟲（nematodes）、藻類、病毒和高等寄生植物（parasitic plant），例如菟絲子（Cuscuta chinensis）等所引起。
而一般常見、大多數的植物病害是由真菌、細菌、藻類和 病毒等微生物造成，俗稱病原微生物（pathogens），可能對植物造成毀滅性的危害。……【更多內容請閱讀科學月刊第606期】