农矿业生物科技议题.PDF

農、礦業生物科技議題 農業 (1). 防霜害細菌 (2). 生物肥料 (3). 生物農藥 (4).食品 (5).能源 防霜害細菌(Ice Minus Bacteria) 一般植物葉面有許多微生物可在-5℃環境下促 成冰核生成，而植物葉面之微生物 Pseudomonas syringae能產生一種蛋白質，在 0 ~ 2℃便可促成冰核形成，如果這些促成冰核形 成的細菌不存在，當溫度降至-6 ~ -8℃時，仍 不會產生霜害。 我們將P. syringae中負責該種蛋白質合成之基 因加以破壞，以 pre-emptive colonization的策 略，取代植物面上之其它天然微生物。 安全? 成本? 生物肥料 (1).固氮菌 (2).溶磷菌 (3).硅酸鹽細菌 (4).菌根真菌 (5).促進植物生長細菌 (PGPR) 根瘤菌 豆科植物- 生物科技的初步與近一步 根瘤菌在共生植物中效果好。非共生關係時， 怎麼辦? 現階段目標是將固氮基因轉殖入植物細胞中 即為具有固氮機能之基改植物 溶磷菌 硅酸鹽細菌、 溶磷菌泛指能溶解土壤中不易溶解的無機或有 機磷化物的微生物總稱。 運用溶磷菌，幫助生物吸收磷素。 硅酸鹽細菌原理同上。 菌根真菌 促進植物生長細菌 (PGPR) 生物農藥 Bacillus thuringiensis 蘇力菌( ) 拮抗細菌 拮抗真菌 病毒 蘇力菌的發現 蘇力菌的發現 — 1911年日本學者石渡繁胤在大 日本蠶絲會報中，發表了家蠶猝死病例，同年 德國分離出致病的病原菌，1915年學界命名 。 蘇力菌分布於全球七大洲 。 可從罹病昆蟲、昆蟲棲所、各種土壤、不同的 植物葉片、源自植物的材料、淡水、海水、潮 間帶的沖積物、牛犢的墊床、羊毛、陸生脊椎 動物（哺乳類、爬蟲類和鳥類）的排泄物、活 化污泥等之中分離獲得 。 蘇力菌 —昆蟲的穿腸毒藥 蘇力菌是一種昆蟲病原細菌，屬好氣性革蘭氏 陽性桿菌，在營養缺乏或環境不良的時候，會 進入不分裂的半靜止期，或分化形成孢子和殺 蟲結晶蛋白（insecticidal crystalprotein, ICP），這種結晶蛋白對某些生物具有特殊的 毒效 。 昆蟲幼蟲吃下蘇力菌時，毒素晶體於昆蟲腸道 中在高鹼性腸液和蛋白質分解酶的作用下，被 分解成原毒素，再活化變成毒素。這些具有活 性的毒素和昆蟲中腸的腸壁上皮細胞結合，迫 使細胞破孔，造成昆蟲腸道崩解，中毒的昆蟲 迅速停止攝食而死亡 。 顯微鏡下的蘇力菌孢子和毒蛋白結晶 蘇力菌製劑安全又有效 殺蟲結晶毒蛋白的殺蟲效果具有專一性 對目標昆蟲以外的生物完全無副作用 一種安全無殘毒又環保的植物保護劑 我國已有多種防治蝶蛾類害蟲及蚊子幼 蟲的蘇力菌產品上市 1938年法國出現第一種蘇力菌產品，至 今全世界蘇力菌產品超過100 種，占生 物農藥販售量90％以上。 使用蘇力菌防治甘藍菜蝶蛾類害蟲 蘇力菌之繼續應用 大多數的菌株具有高度的專一性，主要 是產孢時伴隨產生的結晶蛋白毒素不同 所致 台灣的蘇力菌與其他生物一樣，因地 理、 氣候等因素，具有高度生物多樣性。 發掘具有開發價值的本土性蘇力菌菌株 利用抗蟲基因改造蘇力菌 利用抗蟲基因改造作物 食品 食品衛生 醱酵食品 保健食品 單細胞蛋白質 食品衛生 微生物之檢測作為衛生指標  大腸桿菌--作水污染程度的指示性物種  李斯特菌—存於泥土、水、蔬菜、飼料、動 物腸道及塵埃，受感染的孕婦會將病菌傳到 胎兒，導致流產、胎兒夭折、早產或新生嬰 兒病重。  沙門氏桿菌-- 以肉類食物及蛋最容易受沙門氏 桿菌污染  檢驗方法有 PCR 、DNA雜合反應 醱酵食品