全球氣候變遷下海平面上升問題日益嚴峻,臺灣沿海地區土壤鹽化下,加劇了植樹造林的挑戰,農業部林業試驗所從海岸林常見耐鹽植物瓊崖海棠根部,篩選出具備卓越耐鹽及促生能力的益生菌株,並嘗試接種到常見造林樹種「苦楝」苗木上,經試驗發現,其中接種菠蘿泛菌(Pantoea ananatis)的苦楝苗木,在高鹽環境下生長量平均可提升30%,未來有望藉此技術提高海岸防風林和綠帶的存活率。
瓊崖海棠等沿海植物因常年在高鹽環境中生長,其根部的微生物因此演化出獨特的「耐鹽」特性;林試所透過培養與篩選技術,從植株組織內部成功分離出超過182個內生菌株,並逐一進行生物活性測試,以找出最具植物促生潛力的菌株。
林業試驗所研究團隊專注於微生物分離與培養實驗。(圖片提供/林業試驗所)
林試所助理研究員林冠穎表示,182個內生菌株中,有高達30個菌株具備合成天然生長激素IAA(吲哚乙酸) 的能力,而且這些菌株在高鹽環境下,還能分泌「胞外多醣」的特殊物質。胞外多醣能幫助植物維持水分平衡,穩定根部結構,有助於抵禦鹽分對植物造成的滲透壓逆境;部分菌株還具有溶解土壤中磷元素的能力,能促進植物根系發育。
另有一些菌株具有關鍵的ACC deaminase(氨基環丙烷甲酸去胺酶)活性,這種活性可以幫助植物分解逆境下產生的乙烯(ethylene),減輕植物因壓力造成的生長抑制。這些微生物的能力,為植物在高鹽環境中健康成長提供了支援。
林試所進而從中精選出枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、根瘤菌(Rhizobium sp.)和菠蘿泛菌(Pantoea ananatis)等3種菌株,將其接種到苦楝苗木上,並模擬高鹽環境進行實驗,結果菠蘿泛菌表現出顯著的促生效果。接種菠蘿泛菌的苦楝苗木,其生長量相較於未接種的對照組,平均提升了近30%,不僅生長顯著提升,更能維持良好的光合作用效率。
接種菠蘿泛菌菌株後的苦楝苗木。(圖片提供/林業試驗所)
未接種耐鹽促生菌的苦楝苗木。(圖片提供/林業試驗所)