【生物奧妙】植物媽媽的愛心便當
■植物從一開始生長，就被充滿微生物的環境圍繞。有些微生物對植物有好處，如根瘤菌（Rhizobium）以及與植物根部共生的真菌（Mycorrhizae）。
撰文｜葉綠舒
最近幾年的研究成果，也已經讓我們知道：圍繞在植物周圍的微生物們，構成了植物微生物體（Plant Microbiome）；而它們可以協助植物更容易獲得養分，也能幫植物抵抗外來病原菌的入侵。
許多動物（包括人）的小寶寶，在出生之前是處於無菌狀態之中；出生之後，人的小寶寶會經由與父母親人的接觸，得到父母親人身上的益菌；而植物呢？
從過去的研究成果得知，豆科植物在氮素不足的環境中，會在土壤中分泌出一些化學物質（如類黃酮素），以吸引生活在土壤中的根瘤菌前來跟豆科植物建立共生關係。但是植物的種子就如人類的胚胎，在剛發芽的時候，根系尚未建立，也不可能分泌化學物質來召喚益菌；而它們又無法像人的小寶寶一樣，從父母親人處得到益菌，那麼，植物寶寶要如何建立起自己的微生物體呢？
最近由諾特丹大學（University of Notre Dame）在由美國微生物學會舉辦的第五屆有益微生物年會（the 5th ASM Conference on Beneficial Microbes）上，所發表的研究成果告訴我們，雖然植物媽媽無法在小寶寶離家後照顧它們，但植物媽媽卻在每個小寶寶身上都放了一個愛心便當。
研究團隊將綠豆（如圖）先進行了表面消毒。通常在實驗室裡，我們會使用低濃度的漂白水或是酒精來做這件事。消毒完後會進行測試，確認種子表面已經是無菌的。
接著他們把種子剝開，並進行培養。結果他們發現，綠豆的內部分離出一隻特別的桿菌，Bacillus pumilus（短小芽孢桿菌）。
短小芽孢桿菌是格蘭氏陽性菌，而且相當的耐旱。但是這都不是重點。重要的是，在綠豆裡面分離出來的短小芽孢桿菌，它具有三個特殊的基因群組（gene cluster），會產生細菌素（bacteriocin）這種抗微生物肽（antimicrobial peptide）。
這是一個非常有趣的發現。未來，或許研究團隊應該進一步研究其他的植物，了解「帶便當」是否是一種普遍的情形；另外，這個研究成果是否也暗示著，細菌素的用途，可能比過去了解的要多得多呢？細菌素自從在1925年被發現以後，一直被認為僅僅是細菌用來殺死自己的「近親」的產物（亦即作用範圍僅限於分類上相似的細菌），因此被認為用處不大。但是，如果綠豆的短小芽孢桿菌所產生的細菌素，可以協助綠豆建立起自己的微生物體，是否表示細菌素的作用範圍其實比想像得大得多呢？這些都有賴於有興趣的研究者去了解。
參考文獻：2014/9/29. Plants prepackage beneficial microbes in their seeds. Science Daily.
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作者：葉綠舒 慈濟大學生命科學系助理教授，科教中心特約寫手，從事科普文章寫作。