講題 (Title) 植微共生間五種表達愛的語言
演講者 (Invited Speaker) 劉啟德教授 國立台灣大學生物科技研究學系
小編 (Editor)：李婉萱
大綱 & 新知
加里·查普曼(Gary Chapman)博士在1992年出版五種愛之語(The five love Languages)，主要闡述夫妻或是情人之間表達愛意的方式，而劉啟德教授把這個理論用來比喻根瘤菌與豆科植物間的交互作用，讓聽眾用淺顯易懂的方式認識兩者間如何建立互利的共生關係。
肯定的言語：根瘤菌受到豆科植物根之分泌物所吸引，同時根瘤菌也分泌出結瘤因子（nod factors），引起宿主體內產生相對應的鈣離子尖峰信號 (Calcium spiking) 以辨識共生菌，並啟動後續一連串的結瘤發育程序。
親密的接觸：在感染初期根瘤菌會透過群聚感應（Quorum sensing）彼此相約，並分泌胞外多醣以形成生物膜來緊密地依附在宿主根毛尖端。
服務的行動：宿主植物會為根瘤菌在根部分生組織中預備足夠的居住空間，也會生成豆血紅素讓根瘤菌的酵素能在低氧環境下進行固氮作用; 另一方面根瘤菌本身也會進行細胞分化，預備自己成為最適合固氮的狀態。
精心的時刻：當根瘤菌與宿主在特定的時間（註：不同的根瘤發育階段）、地點（註：分生組織內）相遇時，雙方的結瘤以及固氮基因群才會被啟動。
真心的禮物：宿主植物行光合作用產生醣類以提供根瘤菌生長所需; 根瘤菌則是利用固氮酵素將大氣中的氮氣轉換為氨態氮供給植物使用。
在了解根瘤菌與植物間親密的共生關係後，劉啟德教授進一步分享自身實驗室如何利用一種原產於西非的豆科植物－長喙田菁(Sesbania roztrata)和Azorhizobium caulinodans ORS571根瘤菌，來闡釋微生物如何克服族群間的競爭關係，最終取得宿主植物的青睞，創造雙贏的局面。
此演講不但讓我們認識人類表達愛意的方式，更了解到根瘤菌是如何與植物取得良好溝通，建立關係，讓大家在人文、生物方面都收穫滿滿！
Q&A
Q1:根瘤菌的Node factors在土壤中是如何讓植物根接收到訊息呢？
A1: 藉由擴散作用，node factors只需要10-9到10-12莫耳濃度就可被植物的根所偵測到。
Q2:是否有研究能讓沒有接種根瘤菌的植物也可以產生根瘤，請問是如何執行？
A2: 可以做到。但目前研究的進展只能做到讓植物長出像根瘤的構造，但這些瘤並沒有實際固氮的功能。此外，科學家長年以來想讓非豆科植物也能夠有生物固氮的能力，投注了相當多的心力，近年來比爾蓋茲基金會為了解決非洲糧食問題，也提供研究經費在這樣的研究上（Engineering Nitrogen Symbiosis for Africa: ENSA project），目前依然在努力當中。
Q3: Azorhizobium caulinodans ORS571根瘤菌在田菁(Sesbania roztrata) 之莖上會產生瘤，這和其他根瘤菌及宿主很不一樣，請問這種狀況只有這個種類有嗎？其固氮的流程、訊號傳遞和其他植物相似嗎？
A3: 其他植物也有可以在莖上產生瘤的狀況，但為少數種類，例如：含羞草属中的水合歡（Neptunia Oleracea ）及合萌属（Aeschynomene）中的一些種。莖瘤的感染以及訊息分子傳遞路徑與經由根毛的根瘤不同，菌是從根瘤原基(primodia)，即莖上會長出不定根的地方進入到植物組織內部，生成的感染絲分別有穿過植物細胞或是在植物細胞間隙穿梭的。宿主植物對經由這樣路徑感染的根瘤菌所做的身份查驗（即node factors構造）相對較不嚴格，推測這樣的感染應屬於比較原始的方式。
Key words: 瘤根菌、固氮作用、Azorhizobium caulinodans ORS571、Sesbania rostrata
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