臺灣國際科展

探討芽孢桿菌FZB42對植物病原菌拮抗之分子機制

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2021年
科別
微生物學
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
陳穎練;許一懿
作者
林芝榕
關鍵字
芽孢桿菌 FZB42(Bacillus velezensis FZB42)、拮抗機制 (antagonistic mechanism)、隨機突變 (random insertion mutant)

摘要或動機

植物病原菌為造成台灣農業生產損害的一大威脅,近年來隨環保意識抬頭,生物防治更顯重要。本研究旨在探討芽孢桿菌FZB42 (Bacillus velezensis FZB42)中,影響對植物病原菌拮抗作用的基因序列,主要選取馬鈴薯瘡痂病菌(Streptomyces scabies PS07)做為本研究植物病原菌的受試對象。 研究中以跳躍子TnYLB-1隨機插入FZB42之基因體,破壞基因的表現能力,並以對峙培養實驗(dual culture experiments)分析其對植物病原菌的抑制圈半徑大小,觀察其拮抗效果的變化,後續以反向聚合酶連鎖反應(Inverse PCR; iPCR)技術確認跳躍子插入所破壞的基因序列,進而探求其對於植物病原菌拮抗的分子機制。 本研究初步篩選出五株FZB42突變株(mutant),於對峙實驗中分析得知其對S. scabies PS07的拮抗效果較FZB42野生株顯著降低,推測該突變株內受跳躍子插入破壞的基因與其拮抗作用相關。再透過iPCR確認該基因的序列,經資料庫比對,推論此基因最有可能為「可產生蛋白質LoaP以促進菌體內基因簇(difficidin gene cluster)產生抗細菌物質的基因」或「藉光遺傳學控制調控菌體生長的基因」。本研究探究FZB42拮抗病原細菌S. scabies PS07的機制,得證抗細菌基因與芽孢桿菌FZB42拮抗馬鈴薯瘡痂病菌Streptomyces scabies PS07之分子機制具有一定關聯性。 期望透過本研究對此拮抗機制的結果,應用於抑制馬鈴薯瘡痂病菌對作物的威脅,提供未來生物防治領域的參考。


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