國立臺灣大學昆蟲學系碩士生 陳沛昀 與畢業生 蘇子軍(昆蟲植物交互作用實驗室),與美國賓州州立大學團隊合作,並以共同第一作者身分於SCI期刊 Entomologia Generalis (JCI Ranking, Entomology = 2/110) 發表學術論文〈Insect herbivore salivary glucose oxidase is associated with reduced carposphere microbial abundance〉。探討棉鈴蟲 (Helicoverpa zea) 唾液中葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase, GOX)在植物-昆蟲-微生物交互作用中的生態功能。(文章連結:https://doi.org/10.1127/entomologia/3422)
過去研究顯示,GOX 能透過產生過氧化氫來干擾植物防禦反應,降低植物防禦反應,進而助於昆蟲取食。然而,其對植物表面微生物群落的影響及生態意義仍未被釐清。本研究因此進一步確認 GOX 是否也能改變植物果實的微生物組成,並瞭解此作用是否與昆蟲生長表現相關。
研究團隊利用 CRISPR 技術建立 GOX 缺失突變型,比較野生型與突變型幼蟲於植物果實上的生長表現及果實表面微生物變化。
主要結果顯示:
含有 GOX 的幼蟲在果實上生長速率較快,表示該唾液酵素對昆蟲具有生理優勢;
由野生型幼蟲取食後的果實,其表面真菌數量顯著降低,表示唾液酵素可能具有抑制或間接調控微生物生長的作用。
此研究顯示昆蟲可藉由唾液酵素在植物與微生物間產生跨域影響,進而減少取食環境中的微生物競爭與潛在感染風險,為昆蟲提供有利的營養與生存條件。
此發現不僅拓展了我們對植食性昆蟲唾液生理功能的認知,也為植物-昆蟲-微生物三方互動提供新的生態學觀點。
延續此成果,陳沛昀 目前正持續探討夜蛾科唾液葡萄糖氧化酶 (GOX) 的抑菌功能,尤其聚焦在其與植物病原菌的互動與機制,以理解該酵素如何協助昆蟲在不同植物寄主與環境中生存;蘇子軍則於碩士研究期間,聚焦於植物在同時遭受昆蟲與植物病原細菌攻擊時,兩攻擊者調控之植物氣孔運動如何影響其競爭結果。
兩位學生的研究主軸與植物防禦、昆蟲生理與微生物群落間的動態交互機制有關,體現林柏安老師實驗室長期關注的核心主題之一——多重生物交互作用如何影響植物健康與昆蟲生態適應。