應用幾丁寡醣防治草莓病害之研究

Abstract

"本研究由尋求可用於臺灣草莓產業的天然安全資材切入，探討幾丁寡醣解決草莓病害問題的潛力。草莓是臺灣重要的經濟作物，由於原產於溫帶，在臺灣高溫高濕的氣候中不易越夏，須每年更新植株。於此氣候下，草莓容易受到炭疽病 (Colletotrichum spp.) 感染而冠腐死亡，使農民需大量補植而成本提高。此外，近年來因品種更迭，造成兩大新興病害─葉枯病 (Neopestalotiopsis rosae) 與細菌性角斑病 (Xanthomonas fragariae) 的出現，而目前臺灣種植最多的香水品種對葉枯病極為感病，造成農民嚴重損失，使草莓產業急需解決的病害問題加重。長期以來，化學防治被視為病害管理之主流方式，但隨著環境保護與食品安全意識抬頭，多加利用高安全性資材以降低化學藥劑使用量是一大趨勢。研究發現，天然生物資材─幾丁寡醣具有抑菌功效，且可以作為 pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) 誘導宿主產生抗性，具有開發價值。因此，本研究針對幾丁寡醣對草莓病害的防治效果進行探討，並初步了解其可能的作用機制。首先，藉由測試幾丁寡醣對目前草莓主要病害致病菌之抑菌能力，並觀察其對炭疽病、葉枯病及細菌性角斑病病害嚴重度的影響，評估其應用於防治草莓病害之效果；最後，利用測定防禦相關酵素以及利用 3, 3’-diaminobenzidine (DAB) 染色法，初步探討幾丁寡醣可能參與的抗病機制。結果顯示，幾丁寡醣可以抑制炭疽病菌壓器形成以及葉枯病菌孢子發芽，但無法抑制細菌性角斑病菌生長。每週以 5000 mg/L 幾丁寡醣施於草莓植株防治效果佳，可以顯著降低炭疽病及葉枯病發病嚴重程度，但對於細菌性角斑病的防治沒有效果；以此防治炭疽病的效果至少可持續兩週，但兩週後便失去對葉枯病的防治效果。此外，預處理幾丁寡醣的草莓植株，在接種炭疽病菌 48 和 72 小時後，過氧化氫酶 (Catalase, CAT) 活性明顯被誘導，而苯丙胺酸裂解酶 (Phenylalanine ammonia-lyase, PAL) 活性可維持穩定，且在接種 72 小時後比對照組高。而 CAT 活性與 DAB 染色結果可相互印證，即 CAT 活性增加伴隨觀察到 H2O2 累積的下降。本研究提供了幾丁寡醣應用於草莓炭疽病及葉枯病防治潛力之成果，以及合適的施用頻率及濃度。希望未來將幾丁寡醣導入田間草莓有害生物整合管理 (Integrated pest management, IPM) 的策略中，以達到減少化學藥劑施用量與頻率的目標。"