TISF 2021

本研究在生物光伏電池(Bio-photovoltaics, BPV)的陽極添加能氧化含氮廢物放出電子的硝化菌，並在陰極添加能吸收電子還原硝酸鹽與硫酸鹽產生氮氣與硫化氫的厭氧菌，建立不需外部供給且能不斷發電的微型生態圈(Boxed Micro-Biosphere, BMB)。結果顯示在陽極加入硝化菌能使含小球藻與共生菌Sym1的BMB功率提升38倍至99.46μW · m-2，陰極加入厭氧菌能讓功率再提升至262.51 μW · m-2，且此電池目前為止已運轉4272小時，發電功率仍保有67.4%(176.98 μW · m-2)。若將Sym1與Sym2同時加入陽極則可使功率密度提高至463.19 (μW · m-2)，夜間功率可達白天的93.1%，但在野外實驗下一週就失去發電能力。若將BMB中小球藻換成來自高溫與強酸環境的溫泉藻(H)，野外平均功率為388.80μW · m-2，夜間發電量為白天97.9%，其功率與壽命(目前尚在運作中)遠高於小球藻BMB。未來將篩選能加強溫泉藻發電能力的共生菌使其更具實用性。

植物病原菌是造成台灣農業生產損害的一大威脅，近年來隨環保意識抬頭，生物防治策略更顯重要。本研究旨在探討芽孢桿菌FZB42中，影響對植物病原菌拮抗作用之基因序列。 本研究以跳躍子TnYLB-1隨機插入FZB42之基因體，破壞基因之表現能力，並以對峙實驗分析其對植物病原之拮抗圈直徑大小，觀察其拮抗效果之變化，後續以iPCR技術確認跳躍子插入所破壞之基因序列，進而探求其對於植物病原菌拮抗之分子機制。在研究中，初步已篩選出FZB42突變株T1、T4、T9、T10共四株，並於對峙實驗中分析得知T10對Fusarium solani K2之拮抗效果較FZB42野生株有顯著降低的情形，故推測其基因體內受跳躍子插入破壞之基因應與其對F. solani K2之拮抗作用相關。後續可再透過iPCR之步驟確認該基因之序列。 希望可藉由對此拮抗機制的了解，進而控制植物病原菌對作物的威脅，提供未來在生物防治上的重要參考。

依據世界衛生組織2013年調查研究顯示，全球每年約有29%的孩童 (超過兩百萬名) 因腹瀉及肺炎而死亡，而在我國腹瀉群聚亦佔傳染病防治之大宗，尤其2020年受新冠肺炎疫情影響，台灣民眾均留在國內旅遊，腹瀉案件急速增加，適逢旅遊熱門旺季加上中小學開學之際，經常出現規模上百人的腹瀉群聚，危害民眾健康。現階段急性腹瀉病人的治療多以支持性療法為主，然而目前應用糞便移植重建腸道菌叢已是包括癌症在內的重症醫療方向之一。本研究應用次世代基因定序技術偵測微生物16S rRNA 的高變異區域進行急性腹瀉患者腸道微生物菌相組成、菌種豐富度分析及菌種鑑定，希望透過偵測急性腹瀉患者的腸道微生物相分析有助於理解腹瀉患者與健康人體腸道菌叢的差異，可提供未來臨床治療參考，亦可藉此推動從家庭到社區的全民健康促進，打造健康優質的生活品質。

本研究主要探討塔粉綠尺蛾食草選擇與其葉內真菌之關係。觀察培養四種植物（烏臼、鵝掌柴、白匏子與島榕）葉內真菌，以真菌生長率、菌絲與孢子形態辨識真菌種類。當我們以烏臼葉內間座殼菌屬（Diaporthe sp.）真菌與不同植物放在一起時，幼蟲取食原為非食草的白匏子葉片，而島榕則有嘗試啃食之現象；此外，飼養過程中我們發現取食烏臼的塔粉綠尺蛾幼蟲糞便較其他種幼蟲易長出真菌，進行幼蟲糞便與消化道真菌培養後，皆有與葉內真菌相似的菌體形態。我們推測烏臼、葉內真菌與塔粉綠尺蛾間的交互作用關係之一可能為：烏臼透過葉內真菌誘使塔粉綠尺蛾雌蛾前往產卵，經幼蟲食用葉片後所排出之糞便以作為葉內真菌傳播的媒介。