[郭志鴻/賴爾珉/吳志航] 環境與菌株差異塑造農桿菌在植物中的基因調控
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農桿菌因能將 DNA 轉移至植物基因體而聞名，這一獨特機制奠定了農桿菌介導轉殖（Agrobacterium-mediated transformation, AMT）在植物生物技術中的核心地位。然而，過去的研究多半集中於模式菌株，且大多侷限於人工培養條件，對於不同菌株在植物體內的反應仍所知有限。
在此最新研究中，研究團隊針對多株野生型農桿菌進行基因表現分析，並發現菌株 1D1108 在豆科植物的穩定轉殖與圓葉菸草（Nicotiana benthamiana）的暫時轉殖上都展現出色的效率。團隊利用 RNA 定序技術，比對 1D1108 在不同環境中的轉錄體，聚焦於與毒力基因誘導相關的條件，包括酸性環境、酚類誘導物 (乙醯丁香酮 acetosyringone)，以及圓葉菸草的葉部組織內。
結果顯示，植物體內環境引發的基因調控遠比實驗室不同培養條件更為廣泛，超過一千個基因的表現量呈現顯著變化，涵蓋細菌附著、分泌系統以及養分攝取等功能，反映出細菌對宿主訊號的複雜整合反應。進一步與其他農桿菌菌株比較後，發現基因表現的重疊比例極低，凸顯了農桿菌的基因調控不僅受外在環境影響，不同菌株對相同環境也呈現不同反應。
為拓展視角，研究團隊進一步將結果與另一種植物病原細菌（丁香假單胞菌 Pseudomonas syringae）的轉錄體進行比較。雖然兩者在植物體內都啟動了專屬的分泌系統，但整體基因表現模式卻截然不同，展現出各自的生態策略。
綜合而言，這項研究顯示，若要全面理解農桿菌的生物學並提升轉殖效率，研究必須在真實的植物環境中進行，並涵蓋不同菌株，以突破過去依賴人工培養條件與模式菌株的侷限，同時也為未來應用開啟新的契機。
本研究由中央研究院植物暨微生物學研究所郭志鴻、賴爾珉與吳志航三位老師合作完成。第一作者吳宇博士在研究期間就讀於中研院與中興大學合辦之台灣國際研究生學程－分子與生物農業科學組（TIGP-MBAS）；共同作者張心怡為郭志鴻研究室之專任研究助理。此研究獲中央研究院關鍵突破計畫及國科會補助。