A. 已完成的相關研究                                      【回上一頁】
 

研究室主持人詹富智博士為教育部公費留學生,於民國89年二月中受聘回國參與國立中興大學植病系的研究教學工作。於康乃爾大學修習博士學位及從事博士後研究期間,主要仍是研究轉錄後基因消寂作用(post-transcription gene silencing, PTGS)與轉基因植物抗病毒性的關係,並且利用此消寂作用機制發展抗多種病毒的轉基因作物,我們的結果顯示,表現蕃茄班萎病毒(Tomato spotted wilt virus, TSWV)核鞘蛋白基因(nucleocapsid protein gene, N gene)的萵苣(lettuce)及菸草可誘發PTGS的RNA媒介抗性(Gonsalves et al ., 1996; Pang et al ., 1996; 1997, Jan et al ., 2000 a, b),表現蕪菁嵌紋病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)鞘蛋白(coat protein, CP)基因的菸草(Jan et al ., 1999; 2000b),表現南瓜嵌紋病毒(Squash mosaic virus, SqMV)鞘蛋白基因的南瓜(Pang et al ., 2000; Jan et al., 2000c),表現木瓜輪點病毒(Papaya ringspot virus, PRSV)鞘蛋白基因的木瓜(Cai et al ., 1999)均可誘發PTGS的RNA媒介抗病性。

為了進一步研究是否需要完整的病毒基因才可誘發PTGS及抗病性,我們將TSWV大小不等及涵蓋不同區域的N基因片段單獨轉殖到菸草或者先聯結到一個綠色螢光蛋白基因(green fluorescent protein, GFP) 然後再轉殖到菸草。轉殖菸草表現N基因片段大於387 bp (base pair) (387-453 bp)者可抵抗TSWV病毒的感染,我們的結果顯示其抗病機制是經由轉錄後基因消寂(post-transcriptional gene silencing, PTGS), 然而轉殖植物表現N基因片段介於 92-235 bp 者對 TSWV 病毒感病,這些結果顯示轉殖植物最少需要 235-386 bp 的N基因片段才能誘導 PTGS 並進而表現抗病性(Pang et al ., 1997)。值得注意的是轉殖植物帶有這些N基因片段(92-235 bp),聯結到 GFP 可抗 TSWV 的感染,但N基因片段59及24 bp聯結到GFP則無法使轉殖植物抗TSWV (Jan et al ., 2000a), 這結果顯示誘導PTGS的能力及抗病毒的能力是有所不同的。因此若要有效抗TSWV病毒,轉殖植物最少要帶有某一長度以上的N基因片段。此外表現N基因片段約400、200或100 bp聯結到GFP的轉型菸草可同時抗TSWV及TMV-GFP (帶有GFP的TMV) (Jan et al ., 2000a),類似的轉殖植物表現N基因片段約200 bp聯結到TuMV的CP gene可抗TSWV及TuMV(Jan et al ., 2000b)。這些結果顯示單一轉基因所誘導的RNA裂解機制可以同時非活化(trans-inactivation)及裂解多種不相關的RNA分子,這個結果提供我們一個簡單及新奇的策略來生產可抗多種病毒的轉基因作物。基於以上發現,我們構建了許多質體帶有來自三種不同Tospovirus病毒(TSWV、INSV、GRSV)各約200 bp的基因片段聯結到silencer DNA (GFP或者是N 基因的中間片段),然後轉殖到植物,結果轉基因植物可同時抗以上三種Tospovirus (Jan et al ., 2002)。

因此由以上我們的研究顯示,如果將各種不同病毒約200 bp 的基因片段聯結到一個 silencer DNA,並將之導入植物中可得抗多種病毒的轉基因植物,而此種概念也可用於生產其他有用的植物性狀中,例如既抗病又可延長保鮮的水果,抗病又可改變花色的花卉。此一概念已於1997年申請美國專利、1998 加拿大專利、及1999年中國大陸及巴西專利。

洋桔梗壞疽病毒新分類地位之確認的研究--洋桔梗壞疽病毒(Lisianthus necrosis virus, LNV)首次於1983年在日本被發現。1995年台灣在洋桔梗栽培田亦發現LNV,隨後發現LNV亦可感染康乃馨及彩色海芋造成嚴重病害。LNV的分類地位原被暫定在Necrovirus屬,經我們對LNV病毒全基因體核酸定序後發現LNV應被歸為Tombusvirus屬。(張嘉紘、詹富智2004)

引起蝴蝶蘭黃化壞疽斑點病徵之研究--多年來於秋冬時節國內蝴蝶蘭常出現葉片黃化壞疽斑點之病徵,且隨時間壞疽斑點逐漸擴展,造成蝴蝶蘭葉片之美觀商品價值嚴重受損,經單斑分離、回接、電子顯微鏡鏡檢觀察、基因核酸選殖、定序及比對,確認引起蝴蝶蘭黃化壞疽斑點病徵為一新發現之tospovirus病毒感染所造成,此病毒為一個國內外尚未曾報告過之新感染蝴蝶蘭的tospovirus。(鄭尤琇、陳慶忠、詹富智2004)

引起彩色海芋黃化斑駁病徵之研究--自台灣中部彰化縣田間栽種之彩色海芋發現類似感染病毒而引起葉片產生黃化壞疽斑點或黃化斑駁等徵狀之異常植株,經單斑分離、回接、電子顯微鏡鏡檢觀察、血清反應、基因核酸選殖、定序及比對,確認台灣彩色海芋黃化斑駁病徵是由一康乃馨斑駁病毒(Carnation mottle virus, CarMV)所引起。本研究亦為世界首次發現CarMV可感染彩色海芋之報告。(林靜宜、陳慶忠、詹富智2003)

引起洋桔梗黃綠嵌紋與矮化病徵之研究--自台灣中、南部所栽培之洋桔梗採集呈現矮化、黃化斑駁、葉片黃綠間雜嵌紋及黃化斑點疑似病毒感染引起之異常植株,經單斑分離、回接、電子顯微鏡鏡檢觀察、血清反應、基因核酸選殖、定序及比對,確認台灣洋桔梗黃綠嵌紋與矮化病徵是由一番茄嵌紋病毒(Tomato mosaic virus,ToMV)所引起。本研究亦為台灣首次發現ToMV可感染洋桔梗之報告。(鄭尤琇、陳慶忠、詹富智2003)

引起康乃馨黃化斑駁病徵之研究-彰化縣北斗鎮、田尾鄉及永靖鄉田間栽種之康乃馨及康乃馨雜交品系〝小可愛〞發現類似感染病毒而引起植株上方分蘗心葉附近葉片產生黃化壞疽斑點或黃化斑駁等徵狀,經單斑分離、回接、電子顯微鏡鏡檢觀察、血清反應、基因核酸選殖、定序及比對,確認台灣康乃馨黃化斑駁病徵是由一康乃馨斑駁病毒 (Carnation mottle virus, CarMV)所引起。本研究亦為CarMV感染康乃馨在台灣之首次記錄。(林靜宜、陳慶忠、詹富智2003)