研究專長與簡介：
作物生長環境受全球暖化與極端氣候的影響，使作物在生長期間常遭受乾旱、鹽害、低溫與高溫的傷害而減少產量，因此穩定糧食生產與提高糧食品質則是目前重要議題。近年來，許多食材均檢驗出農藥劑量超標，危害國人健康，因此安全與無農藥的糧食生產成為目前主要努力目標。
本研究室研究作物以水稻和臺灣藜為主，其他農、園藝作物為輔。為了提升作物產量及減少化學肥料用量，本研究室探討光合菌對作物生長之機制，其中發現光合菌可提升作物生長與生產量，目前也在校園內分離出幾隻光合菌的菌株，進一步瞭解這些菌株的功能，製成微生物性肥料以提高作物產值。
本研究室也從事作物耐逆境研究，分析耐逆境且具有高抗氧化能力作物之生理反應與耐逆境之機制，進而提高其他作物抗耐逆境之能力。此外、配合政府提倡農業副產品再利用與永續農業的政策，本研究室會將臺灣藜副產品加值再利用，不僅可減少農業廢棄物的量，亦可提高臺灣藜的附加價值。
研究成果
施用光合菌可提高作物產值
本研究室在栽培臺灣藜的過程中施用光合菌，從實驗結果證實臺灣藜經光合菌處理後不僅可促進植株生長(圖1，圖2)，更可提高臺灣藜產量。從研究結果得知，臺灣藜穗長增加35.5%，穗鮮重增加93.2%，千粒重增加13.8%。值得注意的是地下部的根長與根乾重，都分別增加119%和23.4%以上，這些地下部增加的生物量均會轉換成碳累積在土壤中。此外，將光合菌應用於水稻生產過程時亦獲得同樣結果(圖3)。
圖1 臺灣藜經光合菌處理後可加粗莖部直徑
圖(a)為紅色臺灣藜品系，圖(b)為黃色臺灣藜品系
圖2 臺灣藜經光合菌處理後可增加根部生物量
圖上方為紅色臺灣藜品系，圖下方為黃色臺灣藜品系
圖3 水稻經光合菌處理後可增加根部生物量
圖上方為處理組，圖下方為對照組
光合菌為紫色非硫細菌(Purple Non-Sulfur Bacteria，PNSB)可以固定大氣中的氮、溶解磷酸鹽、降低重金屬傷害、抑制淹水稻田的甲烷排放以及協助碳封存。以上特色使 PNSB 成為一種重要的微生物，作物生長時施用PNSB，不僅可改善植物生長並提高永續產量，亦可改善土壤肥力、減少環境污染(圖4)。
圖4 光合菌可視為生物性肥料，有益作物生長且改善土壤肥力
臺灣藜耐逆境之研究
臺灣藜幼苗分別在不同氯化鈉濃度處理下，從實驗結果得知，臺灣藜幼苗在400 mM氯化鈉處理下仍有56%之存活率(一般海水鹽濃度為600 mM)，顯示臺灣藜具有較佳之耐鹽能力，並繪製出耐鹽機制圖(圖5)。
圖5 臺灣藜耐鹽生理機制。圖中實縣表示已經實驗證實路徑，虛線表示推測路徑
在耐乾旱逆境研究方面，本實驗室以藜麥為對照組，探討臺灣藜是否可耐逆境及耐逆境的機制為何？從實驗結果得知，藜麥與臺灣藜均可抵抗逆境的侵害，只是耐逆境的滲透保護物質不同。在乾旱逆境下藜麥會產生較高的可溶性醣類，而臺灣藜則是脯胺酸(圖6)。
圖6 藜麥與臺灣藜均耐旱，但耐旱之生理機制不同
