3W-02號－修護首選｜殼聚糖植物修護科學依據
作者：Mohamad Hesam Shahrajabian、Spyridon A. Petropoulos
希臘塞薩利大學 農業、農作物生產與農村環境系
通訊作者：spetropoulos@uth.gr / hesamshahrajabian@gmail.com
（本文內容經 Apple Safari 翻譯整理）
一、殼聚糖的來源與特性
殼聚糖（Chitosan）是一種由甲殼素去乙醯化後所形成的天然生物聚合物，主要由海鮮殼萃取並商業化生產。由於其對植物具有多項有益影響，近幾十年來成為現代園藝研究的重要材料之一。
殼聚糖屬於植物生物刺激劑的一種，具有環保、可分解、多用途的特性，被廣泛應用於農業、美容、食品、造紙、製藥與紡織產業中。它可與多種聚合物與元素結合，並安全地應用於植物生產系統。
研究指出，殼聚糖的主要功能與植物防禦機制密切相關。它能誘導植物產生對抗病原體的保護分子，同時被認為是一種具潛力的污染物去除材料，是兼具環保與多功能性的天然材料。
二、生物刺激作用與植物生理效益
殼聚糖的生物刺激活性，主要與下列生理反應有關：
・提升光合作用活性
・增強對乾旱、鹽害與極端溫度的耐受性
・促進抗氧化酶活性
・強化植物整體防禦能力
此外，寡殼聚糖（由殼聚糖水解而成，含 3–10 個糖殘基）同樣展現良好的生物刺激效果，在植物修護與抗壓表現上具有高度潛力。
三、殼聚糖在園藝作物中的主要應用功能
研究顯示，殼聚糖可應用於多個層面，其功能包括：
・透過種子塗層保護並促進發芽
・誘導植物生長與發育
・啟動防禦機制，提升抗病能力
・減輕非生物逆境壓力（乾旱、鹽害、溫差）
・改善土壤特性，防止養分流失
・螯合重金屬，降低環境污染
・提升作物產量與品質
・延長收穫後產品的保鮮期
常見應用方式包含：
・葉面噴灑
・直接混入土壤
・種子與蔬果表面塗層處理
四、不同作物研究實例整理
文獻指出，殼聚糖在多種園藝作物中皆展現正面效果。
在生菜、番茄與菠菜中，可促進生長並提升防禦代謝物含量；
在羅勒作物中，能改善乾旱壓力下的總酚與抗氧化活性，並增強光合作用；
在洋薊、黃瓜與普通豆類作物中，可促進發芽、生長並降低真菌污染；
在馬鈴薯與洋蔥中，殼聚糖能增加根部重量、刺激塊莖產量並提高肥料利用效率；
在番茄作物中，殼聚糖與水楊酸或螯合銅搭配使用，可有效提升抗病能力與果實產量。
此外，殼聚糖奈米顆粒與奈米複合材料在病原控制、延長保鮮期、強化植物免疫反應與提升營養吸收方面，也展現高度應用潛力。
五、濃度與安全性的重要性
研究同時指出，殼聚糖的效果會受到「去乙醯化程度、分子量與施用濃度」影響。若以非最佳濃度施用，可能對根系生長產生抑制，因此近年逐漸發展更安全穩定的形式，如微粒型與奈米型殼聚糖，以提高應用安全性與穩定度。
由於市售產品組成差異極大，學者建議進一步建立標準化製程，提供完整成分資訊，以利評估其實際效果與作用機制。
六、結論與環境友善價值
綜合研究結果顯示，殼聚糖在園藝作物中扮演重要的植物生物刺激劑角色，能同時促進生長、提升抗壓能力、改善品質並延長保鮮期。
近年亦發展由真菌來源萃取的殼聚糖，作為更環保的替代方案，在壓力環境下有效提升蔬菜作物的產量與品質，兼顧作物健康與環境永續。
3W-07｜主力菌源介紹｜鏈黴菌（Streptomyces spp.）
生物農藥：保護植物的重要菌源－鏈黴菌
（原文發表日期：94/07/06）
作者：
石信德｜行政院農業委員會農業試驗所 植物病理組
黃振文｜中興大學 植物病理學系
資料來源：《科學發展》2005 年 7 月，第 391 期，22–27 頁
原文連結：
https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000003/detail?ID=bb1d6ef7-12b7-4c06-b74a-3fd014802daf
一、放線菌與鏈黴菌的發現與分類背景
1875 年，孔恩氏（Ferdinand J. Cohn, 1828–1898）在研究人體淚腺結石時，首次分離出一種微生物，命名為 Streptothrix foersteri，意指「放線菌」。由於此類微生物在培養基上呈放射狀生長，並可產生類似真菌的菌絲體與孢子結構，早期曾被歸類為真菌。
直到 20 世紀中葉，隨著對其細胞結構與生理特性的深入研究，才發現放線菌不具核膜，屬於原核生物，因此在現代分類系統中被歸為革蘭氏陽性細菌。
其中一類放線菌的無性孢子在顯微鏡下呈鏈狀排列，因此被命名為「鏈黴菌」（Streptomyces spp.）。鏈黴菌廣泛存在於土壤、淡水、海水、堆肥、動植物體等各種自然或人為環境中，是生態系中數量最多的一群放線菌。
一般而言，每公克富含有機質的中性土壤中，鏈黴菌數量可達 10⁶～10⁷ 菌落單位（cfu/g）。目前已知放線菌約有 100 個屬，其中 50 多個屬獲正式承認，而鏈黴菌及其相關屬已超過 1,000 個種與變種。
二、鏈黴菌與二次代謝物的產生能力
代謝物可分為一次代謝物與二次代謝物。一次代謝物為維持生物生長與合成所必需，而二次代謝物則不直接影響生命維持，但在特定生物中扮演重要功能，例如抗生素與色素。
鏈黴菌可產生多種二次代謝物，包括分解酵素與大量抗生物質。這些代謝產物不僅可應用於醫藥與飼料添加，也在農業生產中作為重要的植物保護資材。
鏈黴菌是已知放線菌中最大的族群，可產生超過一千種抗生物質。多種重要抗生素，如放線菌素、鏈黴素、四環黴素、保米黴素、維利黴素、嘉賜黴素與康黴素等，皆由鏈黴菌所生產。
農用抗生素多具低毒性與低殘留特性，能抑制病原微生物生長、繁殖，或改變其形態，以達到保護作物的效果。
三、農用抗生素的六大類型
依結構分類，鏈黴菌所產生的農用抗生素可分為六大類：
1.氨基醣類抗生素
由醣或胺基酸衍生而成，可干擾病原細胞蛋白質合成，如鏈黴素。
2.四環黴素類抗生素
由四個乙酸與丙二酸縮合形成，可抑制核醣體蛋白合成，如四環黴素。
3.核酸類抗生素
干擾病原 DNA 合成系統，如保米黴素。
4.大環內酯類抗生素
與細菌 50S 核醣體結合，阻斷蛋白質合成，如紅黴素。
5.多烯類抗生素
可破壞病原真菌細胞膜，如治黴菌素。
6.多肽類抗生素
抑制病原菌細胞壁合成，如純黴素。
由於鏈黴菌能分泌抗生物質與多種細胞外酵素，可有效抑制植物病原菌，並具有促進植物生長及誘導抗病性的潛力，因此在生物防治領域極具應用價值。
四、生物防治理念與鏈黴菌的防病機制
在現代農業中，隨著食品安全與環境保育意識提升，有機農業與生物防治逐漸成為主流。所謂生物防治，即利用「以菌治菌、以蟲防蟲」的方式，在生態系中維持病原與有益生物的平衡。
鏈黴菌拮抗植物病原菌的方式主要包括三種機制：
抗生作用：分泌抗生素或酵素抑制病原生長。
競爭作用：與病原菌競爭養分與生存空間，建立根圈優勢族群。
超寄生作用：直接寄生於病原菌，破壞其菌絲或生殖構造。
五、實際研究案例與田間應用成果
例如利迪鏈黴菌 WYEC108 菌株，可抑制腐霉菌卵孢子發芽，並透過種子粉衣方式保護豌豆免受病害侵襲。
灰綠鏈黴菌可產生芳香族七烯類代謝物，防治多種鐮胞菌病害。
阿鏈黴菌所產生的阿巴汀，已商品化為殺蟲劑，防治斑潛蠅與粉蝨。
綠產色鏈黴菌所產生的普通黴素，則用於雜草防治。
此外，鏈黴菌還能分解蛋白質、木質素、幾丁質與纖維素，促進廢棄物分解、製造有機肥，提升資源再利用價值。
六、臺灣稠李鏈黴菌的研發成果
研究團隊自臺灣各地農田與介質中分離 200 株放線菌，其中 196 株屬於鏈黴菌。PMS-702 菌株經鑑定為稠李鏈黴菌，對 30 種常見植物病原真菌具拮抗能力。
經配方篩選、室內與田間測試證實，該菌株可有效防治番茄晚疫病，並顯著提升產量。
七、未來發展與生物製劑前景
全球生物農藥市場正以每年 10–15% 速度成長。臺灣氣候高溫多濕，病蟲害壓力大，發展生物防治技術刻不容緩。
鏈黴菌在抑菌、防病與促進生長方面具有高度潛力，未來需持續優化菌株生態特性、施用技術與儲存穩定性，使其能安全、有效導入作物病害管理體系，達成永續農業的目標。