台灣土壤微生物之收集應用 發佈日期：2010/01/07
摘要
一、土壤微生物的重要性台灣所處緯度低，氣候屬於熱帶─亞熱帶區，但本島中央之高山地形，造成垂直氣候帶，故包括有熱、溫、寒三帶。高溫、豪雨與多風為台灣氣候之特色。台灣面積雖小，但影響氣候因子複雜，所屬氣候類型極為多種。有關台灣土壤微生物資源的瞭解甚為有限，此一部份資源收集及保存工作極為欠缺，有待整體規劃調查，積極進行相關之收集及保存工作。以往學術及政府研究單位均有進行或多或少之分離及研發利用探討，包含生物肥料、生物農藥、食品及環境用之各種微生物。土壤微生物多樣性是生態保育的基礎，亦是減少農業災害的根本，重視農業土壤微生物多樣性，才有健康的土壤環境，亦才有健康的人類，這是一個值得政府及全民重視的課題。
二、土壤微生物與其他生物之互動關係
自然環境中微生物幾乎無所不在，而它們與環境中其它的動物、植物及微生物間彼此的互動亦關係著整個生態系的平衡。微生物在環境中不但扮演生產者的角色，同時也具分解者的角色，其分解功能使自然界元素循環生生不息。此外，微生物的活動亦會改變其周圍環境的特性，例如：土壤微生物會改善土壤的酸鹼值，豐富土壤的有機質並提供植物的生長因子使植物得以生長良好。微生物亦會以互利共生的方式與動、植物相互依存，當然也有些微生物因要攝取養分可能會危害動、植物的健康，我們稱這些微生物為動、植物病原菌。同時，環境中也有許多微生物會幫助動、植物抵抗病原菌的侵害。若能瞭解微生物與環境的關係，也許就能將微生物的功能發揮的更加淋漓盡致，使生物肥料可更有效的提高作物產量，或是生物防治製劑可以更有效的幫助植物預防病害之發生。因此，了解並研究微生物與環境、動植物之間的關係是一個有趣且重要研究方向。
三、台灣土壤微生物保存及應用
在台灣土壤分離源之微生物及其保存現況方面，目前保存於國內外知名菌種中心且可對外公開流通之台灣土壤微生物計有 470株，包括細菌210株、放線菌 27株、酵母菌 45株及絲狀真菌 188株，這些菌株之基本背景資料均彙集整理於第三章之彙整表中，彙整表中亦列出了該菌株之相關研究論文或報告名稱，以利於閱讀者進一步查詢研究內容，雖然部分菌株並無公開論文發表之資料，但該菌株仍然公開流通，可以提供有興趣之研究人員作為進一步研發之寶貴材料。
在微生物資源之智慧財產權、所有權及其相關規範方面，由於生物科技的發展仰賴豐富且多樣化之微生物及其代謝產物和其所蘊含的遺傳資源，而多樣化之微生物資源正潛藏著無限之經濟價值，因此本章中深入描述近年來國際上對於生物多樣化衍生之智慧財產權的重視及其制定之相關之規範，我國近年來雖已開始重視此項領域，惟宜更積極加強台灣土壤微生物及其遺傳資源之所有權及智慧財產權之保護，同時應重視微生物及其遺傳資源之取得及移轉，使利益獲得合理之分配，確保微生物資源永續存在，如此良性互動才是生物科技永續發展之道。在微生物及其遺傳資源之保存方法方面，優良菌種的長久保存，在人類經驗的傳承，乃至智慧財產權的保護（如專利微生物的保存）都扮演著重要的角色。微生物種類繁多，個別性狀的差異極大，因此保存方法上有個別的講求；依據實驗室的規模、使用者的目的、菌種的特性、各種保存方法的優缺點等，在選擇保存菌種的方法時，應做各方面的考量。第三章中針對微生物的各類保存方法、優缺點及其適用範圍均有概要式之介紹，同時也特別重點式描述遺傳資源（包括基因庫、 DNA及質體等）之保存方法與應注意事項，可提供研究學者或產業界在保存實務上的重要參考依據。
為了台灣土壤微生物及其遺傳資源之長期保存與永續利用，政府相關部會宜規定由政府資助之研究計畫所衍生之微生物及其遺傳資源，應選擇秘密或公開方式寄存於國內具公信力之保存機構，以使研究成果可以永續妥善保存和後續研發利用。
四、台灣土壤微生物之應用研究
有益於提供植物養分及促進植物對養分利用能力之微生物並應用於作物生產者，統稱為生物性肥料（biofertilizer）。其主要功能包含氮素固定、增加土壤有效性磷素含量及加速堆肥化等三種。台灣地區耕作集約，作物種類繁多，如能配合不同輪作制度，有利於生物肥料之開發應用。我們應加強此一方面之研究，方可節省化學肥料之使用，並減輕對環境生態之衝擊。此外，許多土壤微生物由於具有獨特之功能，可用於有害動植物病原及雜草之生物防治、環境污染之偵測、環境污染廢棄物之分解與復育等工作。此外，這些土壤微生物於工業、醫藥、醱酵、健康食品方面亦扮演著相當重要之角色。
五、土壤微生物遺傳基因之研究發展趨勢
土壤內棲息大量的微生物，但這些微生物必須能在實驗室內培養，才能釐清其形態、生理及遺傳性質，並進一步評估在演化上的類緣關係。由於能在實驗室培養的土壤微生物非常有限，我們對土壤微生物遺傳及功能多樣性之瞭解，和實際狀況有相當大的落差。近 20年來，分子生物技術日漸進步，由於新技術的介入，科學家對土壤微生物群落（community）的組成及其多樣性，雖已能由基因的層次加以進行解析，惟所能解讀的亦僅僅是冰山上的一角。針對土壤微生物遺傳基因的研究，特別是那些無法人工培養微生物的研究，在生態方面，有助於釐清微生物在自然界所扮演的角色；在應用方面，有助於推動生物產業之發展。
本專題研究有鑑於微生物功能應用的重要性，故將以往有關台灣土壤微生物之研究資料加以整理以供參考；同時，也針對台灣土壤微生物之研究現況與相關工作之進展進行評估。最後，我們亦將探討台灣永續利用土壤微生物資源之展望，及配合政府推動生物多樣性方案，提供各種相關資料做為政府決策、工商業、教育界之參考，以促進我國生物產業升級及發展。
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