§回目錄頁§

分子植物逆境生物學研究室

分子植物病毒實驗室

分子植物病理研究室

真菌遺傳研究室

植物病原細菌研究室

植物病害管理研究室

微生物分子遺傳研究室

線蟲研究室(Ι)

植物病毒暨植物基因工程研究室

線蟲研究室(Π)

植物病毒學暨穿透式電子顯微鏡技術研究室

植物寄生菌暨菌類抗藥性分子診斷研究室

真菌研究室

分子植物病原真菌研究室

疫病菌生物學研究室

微生物訊息傳遞研究室

植物病原真菌發育生物學研究室

 

 

分子植物病毒實驗室

    
 
主持人:葉錫東
 
 
主持人E-mail:
 
   
 
實驗室電話:(04)22840780 分機306、322、357
 

學 經 歷

²學歷

1983 美國康奈爾大學 (Cornell University) 植物病理學博士

1979 中興大學植物病理學碩士

1974 中興大學植物病理學學士

²經歷

2004/08~2010/12       國立中興大學副校長

2006/08迄今       國立中興大學講座教授

1989/08迄今       國立中興大學植物病理學系教授

2001/08~2004/07  國立中興大學生物科技發展中心主任

1984/08~1989/07  國立中興大學植物病理學系副教授

1983/11~1984/07  美國康奈爾大學植物病理學系博士後研究員

1976/09~1979/08  國立中興大學植物病理學系助理研究員

 

研究領域

     本實驗室主要研究方向為植物病毒分子生物學及以遺傳工程防治植物病毒病害,所研究的植物病毒包括蚜蟲傳播的 Potyvirus 屬中的木瓜輪點病毒 (papaya ringspot virus, PRSV)、木瓜輪點病毒西瓜型 ( PRSV W type) 與矮南瓜黃化嵌紋病毒 (zucchini yellow mosaic virus, ZYMV),以及薊馬傳播的 Tospovirus 屬中的西瓜銀斑病毒 (watermelon silver mottle virus, WSMV)、花生環斑病毒 (groundnut ringspot virus, GRSV)、鳳仙花疽斑病毒 (impatiens necrotic spot virus, INSV)、花生黃化扇斑病毒 (peanut chlorotic fan spot virus, PCFV) 等。

        其主要之病毒防治策略與研究工作大致可分為四類:(1) 病毒基因體核酸序列解析及基因功能分析;(2) 將病毒基因導入寄主植物以產生抗病毒性狀;(3) 以遺傳工程方法構築輕症病毒系統來防治強系病毒的危害;(4) 病毒診斷工具之製備包括病毒之單元與多元抗體之製備及核酸探針之開發。

已完成的相關研究

1. 利用輕症病毒之交互保護作用防治木瓜輪點病毒

木瓜輪點病毒 (PRSV) 為台灣及熱帶地區木瓜栽培之主要限制因子,葉教授利用亞硝酸突變處理獲得無病徵感染之輕症病毒,利用交互保護作用 (cross protection) 原理防治PRSV,此方法經於1985-1994年間,處理過四百餘萬棵木瓜苗木,推廣面積達二千餘公頃,維持台灣木瓜之生產,此為世界上大規模應用交互保護作用防治蚜蟲傳播病毒之首例。此成就於1988年獲美國Plant Disease期刊邀請作特別報導 (Feature article),並於1994年獲Advances in Disease Vector Research邀請做review報導(Yeh et al., 1988; Yeh and Gonsalves, 1994)

2. 木瓜輪點病毒PRSV之分子研究

主要成就包括首先將此病毒之完整基因核酸體序列10326 nt解出,建構其基因圖譜,為當時已知植物正極性ssRNA病毒已解序者之最長者 (Yeh et al., 1992)。基於此,以T3啟動子驅動之生體外具感染力轉錄體in vitro infectious transcript及以35S promoter啟動之生體內具感染力轉錄體in vivo infectious transcript亦已構築完成 (Chiang et al., 1997; Wang et al., 1997),此使得葉教授實驗室有能力對PRSV的任何基因做功能分析。利用強系病毒和前述輕症病毒在cDNA層次上之重組分析,已找出病原性相關之區域。目前正利用這些基礎,構築本省分離株不具病原性的遺傳工程二代疫苗供交互保護作用防治PRSV。且已解出感染木瓜最關鍵之因子為NIa-Pro基因上的一個Lys27胺基酸 (Chen et al., 2008),葉教授實驗室於木瓜輪點病毒之分子研究已取得世界先導地位。

3. 抗病毒之基因工程作物之育成

PRSV病毒全長度基因體定序、病毒核鞘蛋白轉基因的構築、木瓜基因轉殖與組織培養技術平台的建立,一直到完成由政府相關單位所指定之各階段田間試驗,發展出一套非常有效的木瓜輪點病毒防治策略,並且參與各項病毒病害防治及轉基因技術的國際會議,成為國際上著名的防治木瓜輪點病毒的專家。葉教授實驗室獨力研發木瓜轉型作用,研發出幼胚再生及鞘蛋白基因農桿菌轉殖技術 (Cheng et al., 1996),目前已有多個木瓜輪點病毒鞘蛋白轉基因木瓜株系,具備極佳抗PRSV之性狀 (Fan et al., 2009; Kung et al., 2010),已完成溫室評估。且於1996年取得農委會田間試驗許可,已完成農試所轉基因專用試驗田進行田間評估,結果非常顯著,對木瓜產業有革命性衝擊。所有田間試驗結果已於2003年獲農委會生物安全審查委員會通過,此為我國第一宗轉基因作物田間試驗範例。而葉教授所研發之轉基因木瓜對世界各地之木瓜輪點病毒均有抗性,廣受各國重視,此方面之成就獲選為美國期刊Phytopathology (Bau et al., 2003, Jan.) Plant Disease (Bau et al., 2004, June) 之封面報導。

另外渠等亦已完成CMV CP轉基因菸草及番茄、TMV CPreplicase轉基因菸草及PWV CP轉基因菸草 (見著作)。目前正進行抗TospovirusZYMVPRSV-W之多重抗病性轉基因甜瓜及西瓜之構築,已有良好結果。另外於木瓜輪點病毒防治試驗當中,於田間發現另一木瓜崎葉嵌紋病毒 (Papaya leaf distortion mosaic virus, PLDMV) 可感染抗PRSV之轉基因木瓜 (Bau et al., 2008),爲解決此問題,該研究室育成了同時具有PRSVPLDMV之鞘蛋白基因的轉基因木瓜,並於隔離溫室接種試驗中獲得可同時抵抗PSRVPLDMV二者之抗性 (Kung et al., 2009; 十一月封面報導)。目前已獲得農委會的許可,進行田間試驗。此具備雙重抗病毒性狀木瓜之成果,已穩居世界領先之位置。

4. Tospovirus病毒屬之研究

 近年來台灣西瓜及其他瓜類廣受由薊馬傳播之病毒危害,此病毒經分離鑑定及血清比對,證實和Tospovirus屬中已知病毒不同。葉教授進一步完成此病毒之nucleocapsid (N) gene之分析比對,確認此為Tospovirus之新病毒,並命為西瓜銀斑病毒 (Watermelon silver mottle virus, WSMoV) (Yeh and Chang, 1995)。此病毒之全長度S RNA (Yeh et al., 1996) M RNA (Chu and Yeh, 1998) 之全長序列分析均已完成,其N-gene轉基因菸草及番茄亦已育成。除WSMoV外,該實驗室目前尚有落花生分離株及蝴蝶蘭分離株均具血清特異性為二可能新種 (Yeh et al., 1996; Chen et al., 2005)。實驗室目前並自行製備世界上最齊全之serogroup I-VI之各種單元及多元抗體,已成為全球Tospovirus屬病毒鑑定及分類重鎮。由於在Tospovirus屬上之優異成就,葉教授於1995年獲選為國際病毒Tospovirus study group國際七名委員之一成員,為個人及國家之光榮。在國際上對於此屬病毒的研究已佔有首席之地,渠並於2003年獲國際重要書刊Advances in Plant Disease Management之邀撰寫專章「Occurrence, Importance, Taxonomy and Control of Thrips-borne Tospoviruses」,可見其成就非凡。目前已將WSMoVL RNA之高保留性序列以不同之構築形式轉殖於菸草,可獲得具有廣效性對抗兩種不同tospoviruses的轉基因植株,且抗性表現良好。菸草模式建立後,目前正努力育成轉基因番茄,以期能實際應用於經濟作物以防治熱帶及亞熱帶tospoviruses所造成的嚴重經濟損失。葉教授在tospoviruses的偵測檢疫工作上成果輝煌,如多元或單株抗體之製備 (Chen et al., 2006,中華民國發明專利第I301853),以及專一性或簡併性引子對之開發等 (Chu et al., 2001a & b),可針對tospoviruses的多數病毒或是個別血清型的病毒進行快速暨準確之偵測及分類。這些成果皆有助於對田間或自國外進口的植物檢體提供良好的鑑定依據,在防檢疫及防治的工作上無疑是不可或缺的利器。

5. 植物病毒載體之開發利用

葉教授亦對植物病毒載體之建構投入不少心力,將分離自田間罹病甜瓜之矮南瓜黃化嵌紋病毒 (Zucchini yellow mosaic virus, ZYMV) 基因體定序後,開發成病毒載體,可於感染後在植物體內大量表現水母綠色螢光蛋白GFP、塵螨過敏原Der p 5,以及另一感染瓜類之西瓜銀斑病毒 (Watermelon silver mottle virus, WSMoV) 之核鞘蛋白 (nucleocapsid protein, NP) 與非結構性NSs蛋白。所表現之蛋白經Ni2+-NTA親和性管柱純化後,可做為抗血清或單株抗體製備之用。此外,於動物試驗中證實小白鼠餵食含有ZYMV表現之塵螨過敏原Der p 5的植物材料後,能有效地降低過敏反應的指數,該成果亦於國際免疫學期刊中發表 (Hsu et al., 2004,中華民國發明專利第I288778)。另一方面,以定點突變方式所產生的弱系ZYMV載體則具有在系統性寄主上僅產生輕微病徵且於單斑寄主無局部病斑形成之特性,相當適合做為研究植物交互保護及病毒基因與植物間交互作用關係之用 (Lin et al., 2007; 三月封面報導)。此外,以開發ZYMV病毒載體之經驗,亦將分離自彩色海芋之蕪菁嵌紋病毒 (Turnip mosaic virus, TuMV) 建構成為另一植物病毒載體,並成功地表現GFPDer p 5以及WSMoVNPNSs等蛋白,經定點突變之弱系TuMV亦能對野生型病毒提供良好的交互保護抗性 (Chen et al., 2007)

近期重要研究成果數則

²利用木瓜不定根體胚育成具抗病毒性狀之兩性株轉基因木瓜 (Transgenic Research, 2010)

²帶有區分性突變點之矮南瓜黃化嵌紋病毒HC-Pro影響不同微小RNA機制在病源性及病徵發展

    之探討 (Molecular Plant-Microbe Interactions 23: 17-28, 2010)

²雙重抗木瓜輪點病毒及木瓜畸葉嵌紋病毒轉基因木瓜之育成 (Phytopathology 11: 1312-1320, 2009)

²在人工微小核醣核酸沉寂的環境下病毒非轉錄序列之分子演化 (PLoS Pathogens 5: e1000312,

     2009)

²木瓜輪點病毒之NIaPro蛋白的單ㄧ胺基酸決定感染木瓜寄主 (Molecular Plant-Microbe Interactions

    21: 1046-1057, 2008)

²分離自台灣而表現不同病原特性之木瓜畸葉嵌紋病毒 (Phytopathology 98: 848-856, 2008)

²TuMV-YC5病毒載體上五個不同嵌入位置對外源蛋白表現之效果及穩定性 (Virus Research 130:

     210-227, 2007)

²以定點突變強系矮南瓜黃化嵌紋病毒之協同性蛋白產生弱系病毒及其交互保護之研究

     (Phytopathology 97: 287-296, 2007)

²利用矮南瓜黃化嵌紋病毒載體表現西瓜銀斑病毒之核鞘蛋白及單株抗體之製備

    (Phytopathology 96: 1296-1304, 2006)

²利用人工改造miRNA使其能對抗TuMV之植物病毒 (Nature Biotechnology 24: 1420-1428, 2006)

 
研究人員與學生

博士後研究

勞駕(印度籍)、龔怡蓉、黃穎芝、鄭浩文、馬克(法國籍)

助    理

黃雅鈴、張仲萍、安妮(法國籍)、張家朋、王馨蘭

博士班

葉意香(印度籍)、黃崇豪、康雅琪(赴美交換1年)、張宇航

碩士班

碩二:林威宇
碩一:林子彤、蔡叡奇、胡夢霞(馬來)

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  • 最近五年內發表之學術性著作

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