各校計畫成果

活動簡介

教育部玉山青年學者計畫於108年度延攬張皓巽助理教授於國立臺灣大學植物病理與微生物學系任教，建立「植物病理與數據分析研究室」，針對台灣大豆病原菌與病害進行長期研究。除本職內研究教學任務之外，張皓巽助理教授先後擔任教育部大學招生之學系種子教師、系所招生副召集人與委員、系所財務副召集人及委員、國立臺灣大學植物醫學學程合聘教師、國立臺灣大學生物技術中心合聘教師、生物資源暨農學院之農業推廣教授與教師、並協助院系相關業務如系所評鑑、年報、院訊、系所永續發展目標(Sustainable DevelopmentGoals, SDG)的行政報告業務。除此之外，張皓巽助理教授亦擔任中華民國植物病理學會第十七屆及第十八屆之總務組長，協助舉辦台灣植物病理學會之年會暨會員大會，積極服務國內植病相關之學會褒獎等事務。張皓巽助理教授亦受邀擔任國際期刊之編輯，包括美國植物病理學會(American PhytopathologicalSociety, APS) 期刊 Plant Disease 之資深編輯(Senior Editor)、Springer Nature 出版期刊BMC Genomics之編輯委員(Editorial Board Member)、公共科學圖書館(Public library of Science, PLOS)出版期刊PLOS ONE 之學術編輯(AcademicEditor)，逕行決策投稿文章之接受與否，把關各期刊之研究發表水平，並協助推廣期刊特色。張皓巽助理教授另參與舉辦第30 屆動植物基因體研討會(Plantand Animal Genome 30, PAG30)，主持演講專題「Microbiome and Plant Health」，邀請各國學者參與演講，拓展國際曝光度與積極服務，近年成果足見張皓巽助理教授於相關學術研究領域之國際影響力。

大豆(Glycine max)作為重要的植物性蛋白質與油料來源，是生活中不可或缺的農作物。除了榮獲「台灣綠金」的外銷毛豆之外，近年來鼓勵雜糧復耕的黃豆與黑豆，皆是降低國外進口依賴性、提高國內自給率的重要作物品種。本計畫之第一重點為張皓巽助理教授於博後期間啟動的鐮孢菌與大豆根圈微生物相交互作用，研究目標欲理解土媒性病原真菌Fusarium oxysporum 在侵染大豆根系時，如何與大豆根圈微生物互動，而達到感染的目標。實驗設計以豆科根圈促生細菌Burkholderia ambifaria 為材料，誘導鐮孢菌F. oxysporum 之基因表現並進行基因提除(knockout)驗證真菌基因之功能。結果發現當F. oxysporum的β-lactamase 基因突變時，不但在對峙培養中失去拮抗B. ambifaria 之能力，易造成根圈土壤中不同細菌屬如Flavobacterium 及Burkholderia 的族群數量有顯著差異。除此之外，功能性富集分析發現細菌lactam 相關合成基因數量亦有差異，故可推斷當鐮孢菌F. oxysporum 拮抗大豆根圈促生細菌之β-lactamase 基因突變時，會影響大豆根圈土壤與根系的細菌組成與功能。本篇研究已正式發表在植物科學領域之卓越期刊The Plant Journal (圖一A)。

本計畫之第二重點指導台大植微系大三黃承濬同學以校園植物病害為研究題目，首次發現病原真菌Diaporthe tulliensis 可感染綠化植物爬牆虎(Parthenocissus tricuspidata)，研究成果已發表美國植物病理學會期刊PlantDisease (圖一B)，而黃同學也獲頒台大生農學院之學士研究論文獎。黃同學另協助鑑定台灣育種之大豆品系，鑑定結果發現台灣大豆品種皆無大豆孢囊線蟲之rhg1 抗病基因座，故需在大豆進口的防檢疫上審慎防疫，也建議適時導入線蟲抗病基因，以避免入侵外來線蟲造成的經濟損失，此研究成果也已發表於農學傑出期刊Agronomy (圖一C)。

本計畫之第三重點指導台大植微所博士班吳秉祜同學進行研究，鑑於近年來毛豆病害以高屏地區的紅冠腐病為主，本計畫已完成11 種藥劑測試，並發現由賽普護汰寧、氟派瑞、以及得克利三種作用機制不同之藥劑，最能抑制病原菌生長。另外應用高通量全光譜藥劑篩選法，評估此三種藥劑在病原菌之田間族群(約80 隻菌株)中之抗藥風險低，故以種子披衣技術測試病害防治效果。目前成果證實賽普護汰寧為最佳披衣藥劑，該研究成果以發表於美國植物病理學會期刊Plant Disease (圖一D)。

本計畫之第四重點指導台大植物醫學碩士學位學程黃承濬同學進行研究。近年為因應春季缺水之氣候變遷，北部地區如桃園等地以豆稻輪作的方式，達到節水栽培之目標。然春季種植大豆常因氣候涼爽而遭逢白粉病之危害，以致於農民施用農藥進行病害防治，反觀美國等大豆生產大國，因種植白粉病抗性之大豆品種，故可減少農藥施用而防治白粉病。張皓巽助理教授團隊與桃園改良場林禎祥研究員於台灣大豆「高雄11 號」之白粉病抗病性進行研究，首次應用集群分離RNA 測序分析 (Bulked segregant RNA-Seq, BSR-Seq)於大豆研究，不但可以取代傳統數量遺傳基因座定位(Quantitative trait locimapping, QTL mapping)或全基因體關聯分析(Genome-wide association study,GWAS)，達到抗病基因座定位之目標，亦可同時定量大豆品種間之基因表現，藉由比較抗病與感病品系之表現差異分析(Differential expression analysis)，探究可能參與抗病反應的大豆基因功能。該研究已於第30 屆動植物基因體研討會發表初步研究成果 (圖一E)，後續將完成輔助育種之分子標記開發及學術成果發表，以期在科技應用與科研學理上同步邁進。