生物發光技術即時顯示植物防禦反應

:::

農學報導

生物發光技術即時顯示植物防禦反應

刊登日：115/07/27

文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2026-07-27

植物防禦訊號觀測背景

　　植物在受到病原體攻擊或物理損傷時，雖然內部會啟動複雜的免疫反應，但這些分子層級的變化對人類肉眼而言是不可見的。傳統上，科學家往往需仰賴螢光標記、化學試劑或專業儀器，才能觀察植物的壓力反應，這限制了相關技術在大規模田間或溫室中的應用。隨著合成生物學的發展，如何利用生物發光技術將植物的「隱形訊號」轉化為可直接觀察的視覺訊號，已成為植物生理與植物免疫研究的重要方向。

生物發光技術如何呈現免疫反應

　　英國MRC倫敦醫學科學研究所（MRC London Institute of Medical Sciences, LMS）等跨國研究團隊首先選取植物防禦系統中的關鍵成分：水楊酸（salicylic acid, SA）與茉莉酸（jasmonic acid, JA），這兩種激素分別負責應對不同類型的生物威脅。隨後將源自發光真菌的生物發光路徑（bioluminescence pathway）導入植物（如本氏菸草，Nicotiana benthamiana）基因組中。實驗過程中使用一般相機拍攝長達7天的縮時攝影，觀察植物在遭遇針刺損傷、粉蝨提取物刺激以及病原細菌感染後的反應。

植物發光模式特徵

　　研究發現，植物在組織受損或遭昆蟲取食後數小時內即會明顯發光。不同的威脅來源會觸發不同的發光模式，例如病原細菌感染與物理損傷引發的發光分布與強度各異，反映植物免疫反應的特異性。此外，研究亦觀察到植物在自然生長過程中，如開花階段，也會因激素活動而在特定部位呈現亮度增加，顯示該系統能反映植物內部的生理節律與防禦動態。