生物農藥新希望：誘導因子助力綠色農業

圖、文／永續新聞網

隨著全球糧食需求的持續增加，有效的害蟲防治成為農業領域最為迫切的挑戰之一。目前，全球農民每年使用近400萬噸化學農藥來保護農作物，形成了一個價值600億美元的產業。儘管這些化學藥劑顯著提高了農業生產力，但其廣泛應用也引發了環境污染、健康風險以及現代農業可持續性方面的憂慮。

▲東京理科大學研究團隊發現蜘蛛螨誘導因子能增強植物防禦反應，未來可應用於生物農藥開發，減少農藥使用，推動可持續農業發展。（圖／永續新聞網官網）

東京理科大學先進工程學院生物科學與技術系的有村源一郎教授領導的研究團隊，近日發表了一項關鍵發現，可能為未來農業提供全新的可持續害蟲管理策略。該研究於 2025年3月4日在線發表於《植物學雜誌》（The Plant Journal）。研究團隊聚焦於二斑葉蟎（Tetranychus urticae）分泌的特定物質——誘導因子（elicitors），並探討其對不同農作物的生物學效應。

突破性發現：利用蜘蛛螨誘導因子強化植物防禦

有村教授解釋道：「誘導因子是一類可增強植物防禦反應的分子，可能來自植物本身或昆蟲等害蟲。在我們的先前研究中，我們已經確認了來自二斑葉蟎唾腺的兩種四坦蛋白（tetranins），即Tet1和Tet2，它們能夠誘導普通菜豆（common bean）及其他經濟作物的防禦反應。」

本次研究中，團隊進一步分析了18種來自二斑葉蟎唾腺的蛋白，並最終確定了兩種新型四坦蛋白—Tet3和Tet4，能夠顯著降低蜘蛛螨的繁殖能力。

研究結果顯示，當植物受到帶有高表達Tet3和Tet4的螨蟲侵害時，其防禦反應明顯增強，包括鈣離子流入增加、活性氧（ROS）生成提升，以及防禦基因PR1的表達上升。此外，研究還發現，Tet3和Tet4的表達水平會根據蜘蛛螨取食的植物種類而變化。例如，在蜘蛛螨偏好的宿主植物—普通菜豆中，Tet3和Tet4的表達水平均顯著高於黃瓜等次要宿主植物。

應用價值：推動可持續農業和生物農藥研發

這一發現不僅具有重要的學術價值，更可能在可持續農業發展方面帶來深遠影響：

開發生物農藥與植物保護劑

透過利用Tet3和Tet4這類誘導因子，可開發出基於天然蛋白的生物農藥，作為化學農藥的替代方案。這類產品不僅能提高農作物的抗蟲能力，還能減少農藥使用，降低對環境的影響。

未來可進一步研究將這些誘導因子與現有的生物刺激素（biostimulants）結合，以提高植物對害蟲的天然抵抗力。

改良農作物抗病性，促進作物育種

透過基因工程技術，科學家可將與Tet3和Tet4作用相關的防禦基因引入作物品種中，培育出更具抗蟲性的農作物，減少農藥依賴，提高農業生產的可持續性。

這一技術可與當前的基因編輯技術（如 CRISPR-Cas9）相結合，精確調控植物對害蟲的防禦機制。

推動生態農業與有機種植

透過提高作物自身的抗蟲能力，農民可減少對化學農藥的依賴，促進有機農業的發展，滿足市場對健康、安全食品日益增長的需求。

這一技術還可應用於受害嚴重的經濟作物，如番茄、草莓和葡萄等，提升其產量與品質。

有村教授強調：「誘導因子可能成為未來農業中重要的生物刺激素，增強植物的抗蟲能力。我們希望藉由深入研究害蟲分泌的誘導因子，開發出前所未有的蜘蛛螨防治技術，推動全球農業朝向更綠色、更可持續的方向發展。」

隨著研究的持續深入，這一領域的突破性發展將有助於提升農作物的抗蟲性，減少農藥使用，並確保全球糧食供應的安全與可持續性。

關於東京理科大學

東京理科大學（Tokyo University of Science, TUS）是日本最具聲望的理工科私立研究型大學，擁有四個校區，涵蓋基礎科學與應用科學的多個領域。自1881年創立以來，TUS持續為日本乃至全球科學技術的發展做出貢獻，培養了眾多優秀的研究人員、工程師和教育工作者。

TUS秉持「創造有助於自然、人類和社會和諧發展的科學與技術」的使命，積極開展跨學科研究，涉及可持續農業、生物技術、能源與環境科學等關鍵領域。TUS也是日本唯一培養出諾貝爾獎得主的私立大學，並在亞洲私立高校中獨樹一幟。

關於有村源一郎教授

有村源一郎教授於1995年畢業於廣島大學理學部，1998年獲得廣島大學研究所博士學位，現任東京理科大學先進工程學院生物科學與技術系教授。他的研究專長涵蓋植物生理學、分子生態學和植物芳香科學，迄今已發表超過130篇學術論文，並擁有 3項已註冊專利，對可持續農業和植物防禦機制的研究貢獻卓著。