魯德格．威斯／降低蟲害壓力的蘇力桿菌

蘇力桿菌（常縮寫成Bt）生長在植物根部或附近的土壤中，對昆蟲來說是相當致命的病原體。約一百多年前，這種細菌分別在日本及德國圖林根（Thüringen）被發現。當時，日本微生物學家石渡繁胤正在研究，經濟價值極高的蠶為何會突然死亡；德國細菌學家恩斯特．柏林納則在研究地中海粉斑螟猝死的原因，兩人發現了同一種生物。但由於日文名字Sottokin（猝死菌之意）不符合國際命名法，而且石渡繁胤並未證實這個細菌是引起蠶猝死的原因，因此Bacillus thuringiensis （「來自圖林根的桿菌之意」）便成了它的正式名稱。而此種細菌帶給全球農業的影響，也絕非其他細菌所能相比。

●

蘇力桿菌有許多不同的亞種，所有亞種都有一個共同點，就是都會分泌特別的毒素，而且這些毒素都只對特定的昆蟲有效，裡頭有不少是重要作物的害蟲。通常毒素只對單一或少數幾種昆蟲有毒，對其他昆蟲沒什麼影響。這種細菌在土壤中為何會伴著植物根部生長，原因目前還不清楚，但它們似乎能保護其根部不受害蟲侵犯。

那些被昆蟲跟著食物吃下去的毒素其實是蛋白質，當細菌形成內孢子後，這些蛋白質會在內部變成晶體沉積，而且只有在鹼性環境下才會溶解。昆蟲不像人類，具有酸性消化器官，牠們的腸道環境呈鹼性。在毛毛蟲將乾到休眠的細菌隨著食物吃下去後，晶體就會在它們的腸道裡被溶解並吸收，變成毒素攻擊昆蟲腸道細胞。這些毒素會使細胞壁穿孔，滲漏出水分、鹽分以及細胞組成元素，導致細胞快速溶解，跟體液及腸道內容物混在一起，腸道功能盡失。這時神經功能失調的昆蟲先是癱瘓，數小時或數天後就會死亡，然後被蘇力桿菌消化殆盡。

由於蘇力桿菌對特定的昆蟲殺傷力極強，因此在1920年代就被用來當殺蟲劑。1938年，第一個含有蘇力桿菌孢子和毒素晶體的Bt殺蟲劑品牌－－斯波因（Sporeine）正式在法國推出。對有機農業而言，蘇力桿菌尤為重要，因它是少數獲准使用在有機農業上的殺蟲劑。蘇力桿菌也會灑在水面上用於消滅蚊子及其他吸血昆蟲的幼蟲，但若灑在植物上，孢子和含有毒性的晶體容易被雨水沖走，或因陽光而失去作用，而且那些啃食植物根部或其他非外顯處的昆蟲吃不到。

●

早在三十年前，研究人員已經成功分離出負責生產這些特定毒素的基因，並將它們整合進玉米、棉花、大豆、茄子等植物中。這些所謂的Bt植物會在它們的細胞中產生針對個別害蟲的特定毒素，這些毒素只會損害以植物為食的昆蟲，例如歐洲玉米螟或茄螟蛾，而且就像Bt噴劑一樣，對人類和牲畜都不具毒性。全球Bt植物種植歷史已超過二十餘年，化學殺蟲劑的使用量也因此大為減少。僅就美國而言，單單玉米作物就可少用六千四百噸的殺蟲劑，在棉花田上少用更多。以茄子為主食的孟加拉，用此方法後，也不再像從前每周必須噴灑數次，甚至一天兩次那些格外有害的廣效性殺蟲劑了。

種植這些Bt植物還有一個有目共睹的副加成效：附近其他一般傳統農作產品的蟲害壓力也會因此降低，收成增加，而且那些專門生長在昆蟲啃食之處的黴菌所釋放出來的毒素汙染，也減少了至少百分之三十至五十。

（註：蘇力為音譯，亦有人譯為蘇雲金芽孢桿菌。）

●摘自麥田出版《細菌群像：50種微小又頑強，帶領人類探索生命奧祕，推動科學前進的迷人生物》