動物與植物細胞的先天性免疫
因為地球上存在著極為多樣的生物，生物體與生物體之間也有了不同的交互作用。其中有一部分的生物逐漸衍生出對動物或植物有威脅的個體，也就是病原微生物或害蟲。然而，這些受到威脅的動物或植物為什麼可以持續的存活下來呢?也就是這些動物或植物在病原微生物或害蟲的逆境壓力下逐漸演化出可以「認識」到這些威脅並接著啟動防禦機制來抵抗病原微生物或害蟲的入侵，我們將這種遺傳而來的免疫系統稱為先天性免疫(innate immunity)。在動物上最被熟知的例子就是白血球可以快速移動至受到威脅的組織上並攻擊受傷的細胞與病原微生物，使動物體內快速形成一個有效的保護網絡。在植物上也有類似的反應，也就是植物細胞具有認識「自身的傷害」或是「外來入侵者」的能力，來快速的啟動防禦反應。
植物免疫系統的發現
事實上，在1950年代的植物學家-哈羅德·亨利·弗洛爾（Harold Henry Flor）在研究亞麻的抗病品種對銹病的抗病性時就發現了抗病性為顯性且具有可被遺傳的特質，而後來逐漸衍生出「基因對基因」的理論，也就是寄主植物抗病性基因的產物會認識病原菌無毒力基因的產物，並引發抗病性寄主有呈現過敏的現象。隨著後續越來越多類似的交互作用被發現，在2006年由喬納森·瓊斯(Jonathan D. G. Jones)與傑佛瑞·丹格爾(Jeffery Lee Dangl)共同提出了植物抗病性基因和病原菌效應蛋白共同進化的植物免疫系統鋸齒形模型，利用這個模型可以一窺植物免疫系統的樣貌。
植物先天性免疫系統的類型
植物先天性免疫系統可包含植物對植物病原微生物(或稱病原菌)或是對昆蟲的抗性，目前的模式主要以病原菌有較多的探討。在病原菌所啟動的植物抗病性的模式上，可將此免疫訊號的啟動分為兩層，第一層為病原菌接近寄主植物時會分泌一些小分子 (即為pathogen-associated molecular pattern, PAMP)，可被植物細胞表面的受器所認識，可讓植物基礎抗病性活化，這樣的抗病反應稱為PAMP-triggered immunity (PTI)。第二層則為發生在植物細胞內部的抗病性，主要是由於抗病基因的產物(受器)認識到病原菌效應蛋白(effector)後所啟動的抗病性，常會有過敏性反應的發生，這個種類的免疫反應稱之為effector-triggered immunity (ETI)。在前述PTI的發生主要是因為是植物細胞表面受器辨識到PAMP小分子，這些小分子可包括細菌來源的鞭毛蛋白、真菌性病原與昆蟲的幾丁質或是病蟲害傷害後植物本身受傷的小分子上都已被證明可以誘發植物免疫反應。
植物免疫系統的應用
植物病蟲害每年造成大量農作物損失，大部分的栽種者普遍期望通過化學農藥的應用來快速地消除植物病原菌和農業害蟲。但是，化學農藥的廣泛和不受管制的使用增加了農業生產成本；還會造成環境污染、農產品農藥殘留超標、有害生物抗藥性等問題。那要如何應用前面所說的植物先天性的免疫系統來解決這個問題呢? 答案可能就在微生物身上，目前在植物醫學系的研究團隊已經證實植物在認識到病原細菌後，免疫反應的強弱可以受到微生物所控制。簡單的來說，就是好的微生物菌株可以用來增強植物的先天性免疫反應來增強植物的抗病性，目前將這種微生物應用到西瓜果斑病、番茄青枯病、甘藍黑腐病、細菌性軟腐病、檸檬潰瘍病與草莓炭疽病都是很有效果的。相信在未來可以發展出可應用於防治不同植物病蟲害的微生物菌株。
作者簡介
林宜賢 教授
主要研究方向鎖定在植物病原細菌所造成植物病害的相關研究，包括探討植物病原細菌如何感染植物的致病過程、罹病株與種子快速偵測技術以及如何應用有益微生物來提升植物的免疫力進而控制植物細菌性病害的發生。
曾昱 助理教授
主要研究領域涵括徵生物學、植物線蟲學、植物病理之多方生物交互作用、及植物與微生物之基因功能性分析，提供植物病理學基礎理論至轉譯應用研究。
楊永裕 副教授
主要研究方向是針對咀嚼與刺吸式口器害蟲篩選其病原微生物，然後應用這些蟲生真菌或細菌來防治農業害蟲，並比較固態或液態培養產生之氣生與芽生孢子在殺蟲效果的差異，同時分析液態培養過程中之微生物二次代謝物是否具有殺蟲活性成分。