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要進行溫室氣體減量,首先需瞭解排放情形,包含排放源、排放係數,透過精準掌握農產業碳排資訊,針對熱點投入資源進行滅量工作,建立低碳的耕作與養殖模式,推動農機電動化與設施設設能效提升,建構低碳農業。
畜禽產業健康管理
針對特定非洲豬瘟病毒株研發的口服疫苗可望防治逐漸失控的疫情
2019/05/17
非洲豬瘟(African Swine Fever,簡稱ASF)是由一種DNA病毒感染的傳染性疾病,發病的豬隻會呈現高燒、食慾不振、器官衰竭等症狀,嚴重者恐因此喪命。該病毒在製成肉製加工製品仍有其感染活性,時間長達一週至三年多不等,恐經由廚餘、豬隻排泄物、車輛及人員等途徑傳播。由於死亡率高,因此該病毒對全球豬隻產業造成不小的衝擊。目前,世界動物衛生組織(World Organisation for Animal Health,簡稱OIE)劃為疫區的國家分布在非洲、東歐、俄國及亞洲等地區。臺灣本土雖然未發現受感染的豬隻,但鄰近中國大陸屬疫區之一,且往來旅客及商品眾多,因此在防疫檢疫方面應更加謹慎。由於目前仍未針對非洲豬瘟病毒開發出特效藥,因此現階段僅能透過被動的防檢疫措施,盡可能的查緝通關的行李及貨品並排除可能之潛在危害。   然而,非洲豬瘟的疫情可望在不久的將來隨著疫苗研製而有所控制。據報導,以西班牙馬德里康普頓斯大學獸醫健康觀察中心(Centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria (VISAVET) UCM)為首的研究團隊已成功地研製出針對特定基因型的非洲豬瘟口服疫苗。研究團隊在受LV17/WB/Rie1病毒株感染的野豬(wild boar,Sus scrofa)血清中提煉成口服活體減毒疫苗,並對受測的野豬餵食該疫苗,隨後進行觀察。經過即時聚合酶連鎖反應(Real-time polymerase chain reaction)的檢測證實口服疫苗的豬隻體內未發現非洲豬瘟病毒的基因片段,透過酵素免疫分析法(enzyme-linked immunosorbent assay,簡稱ELISA)可檢測到相對應之病毒抗體;最後在解剖驗屍的資訊中,也並未發現感染造成的臟器病變的病徵。上述實驗結果均說明該口服疫苗能有效地防止豬隻受特定基因型的豬瘟病毒株感染。研究結果也顯示不具免疫的個體在接觸具免疫力的個體後,也能獲得非洲豬瘟的抗體,這表示只需少量的疫苗便可保護整個野外族群免受非洲豬瘟的威脅,並減少病毒由野外族群傳染至圈養族群的傳染途徑。   先前的研究已證實感染LV17/WB/Rie1病毒株的家豬(domestic pig,S. scrofa domesticus)在數月後,已對基因II型(genotype II)的非洲豬瘟病毒產生抗病力,證實該病毒株具有作為疫苗之開發潛力。在本次研究中,研究團隊更進一步發現該疫苗可對抗同樣為基因II型的Arm07病毒株。未來,研究團隊將專注於疫苗在豬群中的擴散穩定性方面的研究,並期望未來能應用在野豬及家豬的族群中。【延伸閱讀】促進牛產業的雜交育種新工具   該研究項目由西班牙教育、文化及體育部資助,相關研究成果已發表在<Frontiers in Veterinary Science>。
巴布紐幾內亞的豬農已成功運用區塊鏈技術進行溯源管理
2019/05/01
區塊鏈(blockchain)是種分散式帳本(distributed ledger technology),其利用分散式(或稱去中心化,decentralized)系統進行資訊處理、驗證、授權等相關交易機制,並將交易結果加密記錄成無法竄改的區塊,最後將驗證區塊串接形成紀錄著龐大訊息的區塊鏈。由於區塊鏈技術可藉由一定的驗證與加密機制,確保資料在處理過程中無法被竄改且過程公開,因此該技術近年來已拓展至金融領域以外的領域。   農業生產方面,結合區塊鏈技術所開發的溯源管理系統逐漸受到全球重視。巴布紐幾內亞(Papua New Guinea)的豬農就在聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,簡稱糧農組織FAO)與在地農業當局的輔導下,向當地養豬戶推廣新一代家畜溯源區塊鏈系統。目前該家畜溯源區塊鏈系統首先由聯合國糧農組織在巴布紐幾內亞吉瓦卡省(Jiwaka)的25戶養豬農進行先導實驗。   為了能充分拓展這項技術,在當地政府與聯合國糧農組織共同合作下,首先升級當地的硬體通訊設備,改善當地無線頻寬的問題,接著在養殖場域建置無線射頻辨識(radio-frequency identification,簡稱RFID)設施及開發能透過遠端操作的應用程式。藉由這些設備,養豬戶便可利用數位化的方式記錄如豬隻重量、豬隻餵食紀錄及疫苗施打紀錄等有關豬隻飼養的健康資訊,並以行動應用程式掌握即時資訊,買家也能透過這套溯源系統挑選符合自己的農特產品。由於該溯源系統結合區塊鏈技術,因此可避免原始數據被恣意竄改的可能性,進而提升產品的可信度及安全性。除了家畜溯源區塊鏈系統的推廣外,聯合國糧農組織也透過農民輔導的方式培訓養豬農,盼以此改善豬隻健康與提升產值。聯合國糧農組織也與國際電信聯盟(International Telecommunication Union,簡稱ITU)共同制定巴布紐幾內亞的國家電子農業(e-Agriculture)發展戰略目標,盼能藉此因應未來所面臨的挑戰。【延伸閱讀】新型快速檢測蝦中抗生素殘留的方法   聯合國糧農組織接下來要著手改進應用程式,使介面更符合當地農民的需求外,聯合國糧農組織也希望結合通訊業者及銀行業者,發展行動支付服務,使交易過程更為便利。未來也希望在區塊鏈技術的推廣下提升產品的安全可靠性,使在地產業能邁向國際市場。   除了國際組織積極地推動外,我國目前也由行政院農業委員會逐步導入區塊鏈前瞻技術,希望能在溯源管理、農業金融創新等方面加以應用,以提升我國在智慧農業領域的發展。
多國農業部長支持OIE動物數據系統的數位化
2019/04/18
現今世界上有數億人口依靠動物生產食物或以此獲得經濟收入,這些人們的生活與動物生產的永續性具有直接關聯。根據專家估計,動物疾病約造成全球20%的生產損失,若是能提升各項系統的數位化程度,可強化國際間的資訊交流,將有助於幫助全球畜牧業進行更高效率的生產,並提升產業的可信任度與永續性。   第11屆全球糧食和農業論壇(Global Forum for Food and Agriculture, GFFA)於今(2019)年1月在德國柏林舉行,主題為農業數位化—未來農業的智慧解決方案(Agriculture Goes Digital – Smart Solutions for Future Farming),吸引許多國家的農業部會相關首長參加。這些首長於會議當中皆支持世界動物衛生信息系統(Office international des epizooties - World Animal Health Information System, OIE-WAHIS)的數位化轉型。   目前非洲豬瘟(African swine fever)傳播是全球共同面臨的重要問題之一,此種疾病對豬農收益造成嚴重威脅,有效管理各國所分享的動物健康狀況與相關可靠資訊,有利於促進動物和衍生產品的貿易安全性。此系統提供了約200個國家的120多種動物疾病資訊,這些資訊將主動傳播給目前的12,000名訂戶,且可公開給大眾查詢。此外,還利用地理資訊系統和商業智慧工具促進資料視覺化(Data Visualization),方便人們使用和進行全面性的分析。【延伸閱讀】以非接觸性近紅外光譜儀快速且精確地判斷芒果成熟度   OIE正在持續升級WAHIS,核心功能預計將於2019年底完成,並將繼續發展,促進用戶利用這種現代化和動態式的平台報告動物健康狀況。
研究發現糞金龜能改變土壤菌相組成有助於強化糧食安全
2019/04/17
作物生長除受長期氣候因素影響外,土壤品質的好壞亦影響著農作物生長及產量多寡。土壤環境按其組成,可將之概略分為非生物因子與生物因子,其中土壤微生物、節肢動物、環節動物、蘚苔類等可視為影響土壤環境的生物因子。許多情況下生物—生物、生物—環境、環境—環境間彼此的交互作用可能會影響到微環境的組成,進而造成微棲地的變化。美國華盛頓州立大學(Washington State University)的研究團隊經長時間的觀察與研究,發現糞金龜(dung beetles)這類糞食性生物(coprophage)可在短時間內快速的改造土壤環境,進而改變土壤微生物的組成。   華盛頓州立大學比較不同農場經營模式下所造成的生物多樣性差異,研究團隊分別調查位於美國西岸傳統經營與有機經營的農場共計70處,比較兩者在生物多樣性的差異及探討經營模式對糧食安全方面的影響。研究首先針對可能影響糧食安全的因素著手,分別調查糞金龜去除豬隻排泄物的能力及計算地下土壤微生物的種類與其多樣性。研究發現,農場以有機方式經營下,糞金龜能有效率地清除地表上的排泄物,一方面減少如O157:H7型大腸桿菌等食源性病原的滋生,降低人們生病的機率;另一方面則是藉糞金龜快速復原地表原先被排泄物污染的土壤環境,維持土壤的生物多樣性。【延伸閱讀】有機農業促進法5月30日施行 公有土地租期至少10年、租金打6折   研究透過檢測檢驗的方式計算排泄物所帶來的病源菌種類,並以分子生物學方式檢測土壤微生物的DNA並推估土壤微生物的多樣性。兩者研究皆證實有機農場的糞金龜在其中扮演重要角色。根據這樣的研究結果,研究團隊呼籲農場經營者應對農場環境所能提供的生態系服務(ecosystem service)有一定程度的了解,以便做出正確的決策。此外,應設法保持相當程度的生物多樣性,方能減少食源性疾病的發生,進而提升糧食安全。
世界動物衛生組織最新的研究報告顯示全球已逐漸落實動物抗菌劑的用藥安全及監控管制
2019/04/10
世界動物衛生組織(World Organisation for Animal Health,簡稱OIE)為促進動物抗菌劑(antimicrobial agent)的用藥安全與落實管理辦法,於前些年開始呼籲各國或各區域組織主動提供相關資訊,並藉此分析與找出現階段的用藥管理問題。世界動物衛生組織收集2015-2017年的數據,其中包含政府或第三方機構所提供的資料,共計155個國家參與該項目。該報告指出雖然動物抗菌劑用於促進生長(growth promotion)方面已由一開始的60個國家降為45個國家,然而有些重要的抗菌劑仍在未經規範下廣泛地在使用,這將導致用藥動物與人類健康受到危害。   為確保動物健康及農產品安全,發展相關用藥規範有其必要性。報告顯示許多國家已開始注意動物用藥的重要性,缺乏關於促進生長用藥方面管制架構(regulatory framework)的國家,由一開始統計的110個減少為72個國家,這顯示相關國家已開始制定並執行相關規範。   此外,許多國家也開始收集動物用藥的相關數據,並開始成立國家級資料整合系統,希望能串連國內乃至於區域間的資料,達到資源公開與共享的目的。世界動物衛生組織也針對資料取得過程中可能遇到的阻礙:管理上可能不具強制力、缺乏適當的人力與量測工具及缺乏官方及私人間的資料整合。   雖然動物抗菌劑的施用在人類保健、動物健康、糧食安全與食品安全等方面皆扮演重要的角色,然而一旦濫用動物抗菌劑將有可能產生具有抗藥性的菌株,對人類健康而言將是一大衝擊。世界動物衛生組織在報告中也呼籲,應及早落實管制架構與健全動物用藥監控,以面對未來可能之威脅。【延伸閱讀】研究測試雞對曲狀桿菌的抵抗力   相關內容請參閱世界衛生組織於2018年出版之報告。
EuroTier展示會的動物養殖數據技術應用案例
2019/04/03
2018年的EuroTier展示會於11月德國漢諾威(Hannover)舉行,共有來自63個國家的2,597家參展商,展示畜牧業和管理方面的創新技術。大量數據收集似乎已成現代農業的趨勢,在展會期間,參展商發表了許多涉及收集數據及如何使用的技術開發,但要在產業鏈中連接這些龐大的數據卻不容易。   各家廠商通常會展示並銷售自有系統,但不同廠商之間的相容性、數據所有權的劃分、農民是否可使用所有數據等問題仍需尚待解決。在會中IoF2020計畫(Internet of Food & Farm 2020)有機會突顯至今為止在乳製品和肉業取得的進展,以下分享一些亮點。 Fancom開發了iFarming,iFarming結合了環境控制、自動餵飼和生物識別系統、eYe Grow豬秤重系統、咳嗽監測儀、感測器等智慧裝置,構成完整的農場系統,以改善經濟動物的生活條件和農場收益。 BigFarmNet提出一套完整的農場智慧系統,結合了重量分類、飼養環境調節、飼料和水的消耗資訊,警報裝置等,有助於優化豬隻的飼料轉換效率,培養出品質較為統一的豬隻。 Nedap公司通過Nedap ProSense、SowSense、PorkSense等產品管理養豬場中的可用數據。 Schauer通過Farmmanagement 4.0提供各式軟硬體系統監控和管理飼料儲存狀況,配合近場通訊技術(Near field communication),更可提升執行效能,收集的數據可直接於內部儲存,也能備份至雲端。 Agrisyst開發的PigExpert可幫助管理者迅速處理大量數據,可記錄豬隻從小到成熟時的所有數據,並可與合作夥伴進行簡單的數據分享與備份。【延伸閱讀】日本葡萄酒產業的大數據應用   未來,這些具有應用潛力的智慧管理系統必須面臨到整合於肉類價值鏈中的挑戰,是否可大量且長期的受到整個產業的青睞,端看其能否有效地協助解決現有產業問題與妥善連接完整價值鏈中所需的數據。
昆蟲添加劑可能作為對抗家禽傷寒的工具
2019/03/28
家禽傷寒(fowl typhoid)是亞洲國家家禽業的主要問題,主要經由攝食被沙門氏菌(Salmonella enterica serovar Gallinarum)汙染的飼料及水所引起,症狀可能包含雞隻厭食、腹瀉、脫水、貧血、腸道出血、肝臟和脾臟腫大等,且生病雞隻的排泄物、蛋及羽毛皆含有大量細菌,容易造成雞群的高死亡率。雖然家禽傷寒在大多數歐洲國家和北美並不構成威脅,但卻是韓國家禽業者須面對的問題。   黑水虻幼蟲(Black soldier fly larvae, BSFL)能有效處理畜禽有機廢物,本身也是良好的蛋白質來源,在重視農業永續和環境保護的觀點下,可代替部分大豆和魚粉,作為動物飼料添加物。因此韓國全南大學(Chonnam National University)便探討肉雞飼料中添加BSFL對雞隻生長能力、免疫能力與對抗沙門氏菌的影響。   結果顯示,與未餵食BSFL的對照組相比,加入2%和3%BSFL有助於提升雞隻的免疫功能,且血清中的溶菌酶活性也更高。另外,在沙門氏菌的感染試驗中,以BSFL餵食可延後雞隻的死亡時間。在細菌感染15天後,對照組存活率為50%,餵食1%BSFL存活率達67%,2% BSFL存活率達75%,3%BSFL的存活率則達到85%。【延伸閱讀】新研究將木屑廢棄物轉換為可利用蛋白質   透過免疫標記和感染測試的結果,顯示BSFL或許可作為非特異性免疫刺激劑,並增進肉雞對細菌病原的抵抗力。除了有利於產業經濟,使用上也比抗生素更具環境永續性,未來將會更進一步探討促進肉雞免疫提升的確切原因,相關研究發表於<The Journal of Veterinary Medical Science>。
最新研究發現蝙蝠流感病毒恐跨物種感染人及牲畜
2019/03/27
蝙蝠是具飛行能力的小型哺乳動物,由於長距離移動能力佳,因此容易成為攜帶與傳播病原體的帶原者,著名的伊波拉病毒(Ebola virus)就是在非洲透過感染的果蝠進行傳播,再經由人為的活動擴散至全世界,顯見蝙蝠在人畜共通傳染病中所扮演的角色。除之前發現的伊波拉病毒外,蝙蝠同樣會攜帶並傳播如寄生蟲(parasite)、流感病毒(influenza)等常見的病原體。瑞士蘇黎世大學(University of Zurich)的研究團隊在近期的研究發現,蝙蝠流感病毒具有潛在跨物種感染的能力。   一般所認知的流感病毒是利用辨識宿主細胞膜上的唾液酸(sialic acids,一種醣蛋白),並與唾液酸的化學結構結合達到感染宿主細胞的目標,由於該化學結構普遍存在於人類、畜禽與牲畜的細胞表面,因此容易造成跨物種間的感染。然而蝙蝠流感病毒並非倚靠與唾液酸結合的感染方式,因此蝙蝠流感病毒感染宿主細胞的方式成為研究主要的重點。蘇黎世大學的研究團隊透過CRISPR-Cas9篩選技術進行全基因組的篩選,發現有別於一般流感病毒辨識宿主細胞的方式,蝙蝠流感病毒可透過識別人類第二型主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex class II,簡稱MHC-II,是種呈現在於特定免疫細胞的表面抗原蛋白),藉此感染人類宿主細胞。【延伸閱讀】高營養濃度的飲食會影響牛的肝臟健康   除此之外,研究團隊也發現蝙蝠流感病毒同樣會感染雞、豬、鼠等常見的牲畜或居家小動物。這也顯示蝙蝠流感病毒除了是人畜共通傳染病毒外,更是潛在可能造成畜牧業爆發大規模傳染,一旦大爆方將造成重大經濟損失的傳染病。雖然現在尚未觀察到蝙蝠以外的病毒感染現象,但相關的可能性將不容忽視。   該研究成果已刊登在<Nature>。
導入機器學習科技預防人畜共通傳染病
2019/03/19
部分沙門氏桿菌屬(Salmonella)的物種能在人與動物之間傳染,一旦飼養的動物攜帶這類病原菌,將影響畜牧與相關肉品加工產業,人們的健康也因此受到威脅。據統計,美國本土在2009-2015這6年間就爆發近3,000起透過食物傳染的食媒性疾病(foodborne disease),其中有900多起與沙門氏桿菌感染有關,占總事件的30%。為預防人畜共通傳染病大規模爆發與發展良好的防治策略,將成為重要的關鍵。相關的防檢疫策略應著重在落實源頭管理,導入農場到餐桌(from farm to table)的管理監控,從根本的畜牧生產端就應進行把關,因此初期的防檢疫應被視為不可或缺之一環,相關的防檢疫技術也因此孕育而生。   美國喬治亞大學食品安全中心(University of Georgia Center for Food Safety in Griffin)的研究團隊對人畜共通傳染病的沙門氏桿菌進行研究,針對沙門氏桿菌的特定血清型Typhimurium進行全基因組的定序及序列分析,並重建Typhimurium型的菌株在牛、豬、雞等飼養畜禽與其他物種間的親緣關係。研究團隊利用隨機森林(random forest)演算法,將已知1300多個Typhimurium型沙門氏桿菌的基因組以機器學習(machine learning)的方式,訓練機器判讀Typhimurium型沙門氏桿菌基因組中3,000多個遺傳特徵,藉由遺傳變異區分細菌可能的來源並加以分類,最終將機器學習的結果用在預測未知特定病源,藉此達到源頭管控與防檢疫之目的。【延伸閱讀】以機器學習揭露植物功能性基因的秘辛   由於生物基因組的資訊量極大,未來的趨勢將不外乎是透過經演算法訓練的機器協助找到特定傳染病做好源頭管理,並用在防治傳染病大爆發。該研究現已成功預測大部分的動物性來源的Typhimurium型沙門氏桿菌,其準確率高達83%;其中預測準確率最高的是來自家禽與豬的Typhimurium型沙門氏桿菌,其次則是來自牛及野生鳥類的Typhimurium型沙門氏桿菌。未來研究將藉由蒐集更多沙門氏桿菌的基因組資料,藉此優化機器的學習預測能力。   該研究已發表在美國疾病管制與預防中心的研究刊物<Emerging Infectious Diseases>中。
高油酸花生可以增加蛋黃顏色
2019/02/12
美國農業部農業研究局的研究人員發現,在蛋雞飼料中添加高油酸花生可以增加蛋黃顏色和脂肪酸含量。   雞蛋中含有豐富的營養,包含人類所需的胺基酸、維生素、脂肪等,為了生產品質良好的雞蛋,部分農民會在飼料中添加花生粕和花生以增進蛋雞的蛋白質攝取。花生粕為花生壓榨煉油後所剩餘的副產物,使用一般花生製成的花生粕可提供雞之豐富的植物性蛋白質,但近年來高油酸(oleic acid)花生品種越來越多,產量也逐漸增加,目前尚未有文獻探討飼料中添加高油酸花生對蛋雞的影響,故美國農業研究局著手進行研究。【延伸閱讀】南洋理工大學科學家將超硬花粉轉化為柔性材料   研究團隊以白色來亨雞(White Leghorn layer hens)進行試驗,探討採用高油酸花生飲食10週後對蛋雞生產和雞蛋品質的影響,每週記錄雞隻體重、飼料重量,並分析雞蛋品質、營養成分和致敏性,結果顯示這種餵養方式並不會影響母雞產蛋表現和雞蛋品質。除此之外,高油酸花生飲食使得蛋黃顏色較深,蛋黃中所含的脂肪酸和β-胡蘿蔔素也更多。   過去,部分農民為了提升蛋黃中β-胡蘿蔔素等抗氧化維生素的含量,會在飼料中添加類胡蘿蔔素補充劑、番茄粉、萬壽菊等成分,但此舉也會增加營運成本。因此這項研究提供了高油酸花生及其副產物額外的利用方式,且生產的蛋不與花生抗體產生反應,可有效減少消費者過敏的疑慮,並提高畜禽產業的使用意願。
數位化綿羊育種新技術
2019/01/30
遺傳改良是畜牧業提高生產力的方式之一,然而隨著經營時間延長,動物族群逐漸擴大,管理者的育種計畫也漸趨複雜,追蹤個別動物的種系與遺傳關係也越來越難。澳洲的養羊產業興盛,也是世界上主要的羊毛、羊肉生產國,羊隻數量眾多,更加需要進行系統化的管理。   MateSel是一個由新英格蘭大學(University of New England, UNE)教授Brian Kinghorn開發的電腦程式,已被美國養豬業使用,能同時保持動物的遺傳多樣性和提高遺傳育種的收益。現在澳洲的綿羊產業也逐漸投入MateSel的使用,並通過Sheep Genetics Australia進行管理,利用最全面的綿羊遺傳數據庫和評估服務,促進澳洲綿羊產業的品質保證。   西澳農民Dave Vandenberghe是第一年進入MateSel計畫,他的每一隻綿羊都經過DNA測試以確定親代血統來源,有助於防止配種時的近親繁殖。每個新剪毛的羊隻都有一個電子標籤,上面完整記錄澳大利亞綿羊繁殖價值(Australian Sheep Breeding Values, ASBVs),其中包含出生體重、剪下羊毛量和眼睛肌肉深度等性狀,可用以選擇性繁殖所需後代;加上所使用的電子繪圖工具、電子耳標、電腦軟體和數據分析,Vandenberghe花費了約25美元改善羊群遺傳特性。【延伸閱讀】計算林木的耗水量並應用於精確灌溉系統   Vandenberghe表示,此計劃在西澳的美利諾羊(Merino)育種者中並不是非常受歡迎,但考量到綿羊和羊毛價格的上漲,農民可能會因此重新投資,尤其是同時養殖多種動物的混和農場更可因此簡化作業,順利將種羊進行分組以促進配對育種順利性。
確定雞蛋性別的新方法
2019/01/14
目前在家禽市場當中,母雞所生產肉品與蛋品佔據較高的比例,公雞既無產蛋效能,肉質也不如母雞軟嫩,市場價值較低,因此有許多公雞常在出生後沒多久受到屠宰。基於人道主義考量,部分地區使用二氧化碳窒息或快速絞碎機的方式,在雞隻尚未感受到痛苦前即死亡,再經過加工製成飼料、肥料等作為其他用途。   德國是世界上極為重視動物福利的國家之一,然而,僅在德國每年就有超過4,500萬隻雄性小雞受到屠宰,且全球每年約淘汰掉60億隻小雞。目前絕大部分的地區還是以小雞孵化後以人工判別生殖器差異的方式區分性別,但此項作業需要累積長期經驗,若是可開發出快速檢驗性別的相關技術,在小雞成型前就先區分出雄性蛋,就能減少人力和孵化設備負擔,並雄性蛋孵化前進行處理。   經過四年的研究,德國Seleggt公司開發出一套技術,可以在受精後9天確定小雞的性別。首先將蛋從培養箱中取出,利用感測器檢查雞蛋是否受精,在受精蛋殼上利用雷射燒出直徑小於0.3毫米的洞,以非侵入性方式取出少量尿囊素(allantois)液體,若受精卵為雌性,液體中便含有雌酮硫酸鹽(一種雌性激素),再將其置於專利標記物中,就可以根據顏色變化對蛋進行分類。【延伸閱讀】利用微型追蹤器提高龍蝦在供應鏈中的生存率   在Seleggt團隊取得突破後,後續透過機器設備設置與優化以便在孵化場使用,現已與荷蘭公司HatchTech合作製造了測試機型,而第一批雞蛋現正分發給德國超市Rewe,未來以此技術區分性別的蛋在銷售前會印上“respeggt”標章,並計劃在整個歐洲推行此種模式。
甜菜渣有助於減少公豬臭
2019/01/02
畜牧動物的肉品是人類獲取蛋白質的主要來源之一,但公豬、公羊等雄性動物於性成熟後可能因費洛蒙衍生的氣味而使人產生程度不一的厭惡感。俗稱的「公豬臭(boar taint)」就是由於公豬的成熟睪丸所生產的雄烯酮(androstenone)與腸道中酪胺酸(tyrosine)分解產生的氣味物質混合所造成。因此,目前大部分的公豬,除為育種或特別用途,通常都會在仔豬時期就被閹割或直接屠宰,減少公豬臭對肉品的影響。   然而使用手術進行動物閹割會損害其動物福利,隨著社會價值觀的變化,人們逐漸重視經濟動物於額外人為手術中所受的痛苦,歐盟早於2010年就討論公豬的閹割問題與替代方案且發布了相關宣言,內容指出參與的組織需自2012年1月1日起於閹割公豬時進行麻醉或鎮痛,減少豬隻的不適感,並自2018年1月1日前放棄閹割豬隻的行為。   除了手術處理外,部分地區也會採用變換飼料或遺傳篩選的方式以降低公豬身上的味道。以往在飼料中使用菊糖(inulin),可降低公豬在運送至市場前肉品發臭的比率,但添加菊糖所需的成本較高,因此亟需尋找替代品。荷蘭飼料公司Vitelia則採用甜菜渣(beet pulp)作為飼料添加物,幫助減少公豬異味,試驗成果非常成功,且瘦肉率和腸道健康狀況也有所改善。【延伸閱讀】高油酸花生可以增加蛋黃顏色   該公司測試了4組飼料,分別含有100%的穀物、甜菜漿、菊糖與標準飲食。在兩個農場共2,200頭豬中,追蹤約500-600隻動物,在交付至屠宰場前一週向動物提供了不同的複合飼料,並進行分析。試驗結果發現,添加甜菜渣的飼料可以減少近60%的公豬臭,且生產者證實動物情緒變得更加穩定,有助於產生更多瘦肉。   目前添加甜菜渣會導致每頭豬價格上漲約3歐元,若無額外動機,生產者通常不太願意變換原有的飼料配方。未來或許可朝向提升豬隻健康或其他多種功能性開發,以提升市場興趣。
以近紅外光譜儀即時監測牧草之營養狀態
2018/11/30
草原生態系主要分布於溫帶地區,約占陸域面積的40%,部分地區為放牧業主要的經營場域。由於放養牲畜主要以草本植物為主要進食來源,草原品質與數量將對產乳量及牲畜肉質產生重大影響,為此即時掌控草本植物的生長狀況並改善牧場經營管理方式,以提供經濟效益高且營養價值高的牧草,將是發展永續健全放牧業的重要關鍵之一。英國諾丁漢大學生物科學院(School of Biosciences, University of Nottingham, UK)的研究發現,草原植物的生長高度或許是影響放牧產業的關鍵。   研究團隊先將草原類型分成6類,每類皆紀錄(1)草原類型、(2)土壤型態、(3)優勢植群組成、(4)施肥狀況及(5)牲畜種類共5種因子。有別於傳統現場採集樣本,送至實驗室以昂貴儀器檢測且曠時廢日的做法,研究團隊改以相對快速且經濟的近紅外光譜儀(near-infrared spectroscopy, NIRS)進行現場採集並即時分析,檢測植物體中影響牲畜健康相當重要的指標,例如粗蛋白(crude protein)、酸洗纖維(acid detergent fiber, ADF)、中洗纖維(neutral detergent fiber, NDF)、水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)、灰分(ash)、可消化有機質(digestible organic matter, DOMD),這些均為反芻動物營養學中影響消化與吸收的重要影響因子。近紅外光譜儀能分析植物體吸收與反射特定波段量多寡的差異,藉此推論植物體內營養組成比例。研究發現植株高及植被覆蓋率是整個草原是否適合放牧的主要因素。研究顯示若株高低於7公分,植物體大多僅剩營養組成比例較低的組織,這將使動物的營養吸收受限。【延伸閱讀】美國康乃爾大學推出最新的葡萄品種—Everest Seedless   該研究於今年11月發表在<Frontiers in Sustainable Food Systems>期刊。這項研究成果與實驗方法可供牧場經營管理參考之用,除確保畜產供應不虞匱乏外,更達到牧場永續經營之目的。
椰子油衍生物驅蟲效果比「敵避」更好
2018/11/13
動物受到吸血昆蟲叮咬後容易引發局部或全身的過敏與發炎反應,使用驅蟲劑可預防蚊蟲叮咬引發的不適感與疾病傳播。自1944年開發以來,敵避(diethyltoluamide, DEET)就被認為是在商業上最持久且有效的驅蟲劑,受到人們廣泛使用。然而,考量到此類人工合成藥劑可能威脅孕婦和嬰兒健康,故各界極力開發以天然植物來源為主的驅蟲劑,例如香茅、薰衣草、貓薄荷等,部分天然精油的驅蟲效果雖然良好,卻有持久性不佳之問題,若可找出天然、有效且持久的驅蟲劑,則更能減少衍生的健康風險。   椰子油是一種從成熟椰子中搾取的食用油,屬於富含飽和脂肪酸的天然植物性油脂,以豐富的月桂酸(lauric acid)和肉荳蔻酸(myristic acid)含量而聞名。美國農業部農業研究局(Agricultural Research Service, ARS)近期發表研究於Scientific Reports,證實特殊的椰子油的中鏈脂肪酸,對於多種昆蟲,例如蚊子、蜱蟲、虻和臭蟲等具有良好的驅蟲活性。在實驗室的生物測定中發現,這些脂肪酸能有效抵擋虻和臭蟲兩週,抵擋蜱蟲一週,與DEET相比之下效果更好。【延伸閱讀】椰子油可提升過氧化小體異常之果蠅壽命   作者Zhu提及,椰子油本身並非驅蟲劑,但衍生的油離脂肪酸混和物—月桂酸、癸酸(capric acid)及辛酸(caprylic acid)與其相應的甲基酯(methyl esters)對於吸血蚊蟲具有強烈的驅除性。將脂肪酸添加在含有澱粉的配方當中,能保護牛隻長達4天。除此之外還能驅除傳播茲卡病毒的埃及斑蚊,且效果比起其他的天然精油成效更佳,這些結果顯示,椰子油脂肪酸在防範蚊蟲叮咬人或動物的潛在應用性,未來或許畜牧業可利用此特性製作成低成本配方保護動物,作為人工合成藥劑的替代品。
基因編輯可減少病毒對養豬業的威脅
2018/11/07
傳染性胃腸炎(Transmissible gastroenteritis)是高度傳染性的豬腸道病毒性疾病,由傳染性胃腸炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus, TGEV)感染,主要病徵為嘔吐及下痢,造成嚴重脫水與腸細胞壞死,且2週齡以下的仔豬死亡率接近100%。由於TGEV屬於豬隻冠狀病毒的一種,新的冠狀病毒疾病的爆發是美國養豬業最關心的問題之一,需要透過科學技術找出解決良方。   過去的文獻指出,豬隻身上的ANPEP酶(amino peptidase N)會作為病毒感染時的受體,因此英國種畜公司Genus plc與美國密蘇里大學(University of Missouri)合作,通過CRISPR/Cas9基因編輯改造了負責製造ANPEP酶的基因,成功培育出對TGEV具有遺傳抗性的豬。【延伸閱讀】新興基因編輯技術使豬隻免於藍耳病之苦   此研究還嘗試確認編輯ANPEP是否會對豬流行性腹瀉病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)產生抗性,PEDV在2013年爆發時造成近700萬頭豬死亡。雖然缺乏ANPEP酶的豬仍會感染PEDV,但未來的研究或許可找出抵抗此種病毒的方式。   2015年時該團隊就以基因編輯培育出對豬呼吸與繁殖症候群(Pig Reprodutive and Respiratory Syndrome, PRRS)病毒產生抗性的豬隻,目標將這種生產抗病毒豬的方法商業化,改善動物健康和福祉,並減少畜牧業生產損失。目前Genus plc目前正在尋求FDA(美國食品藥品監督管理局)批准使用基因編輯技術根除PRRS病毒的威脅。
協助控制牛隻疾病的新型疫苗
2018/10/25
在非洲撒哈拉沙漠以南地區,絲狀黴漿菌(Mycoplasma mycoides subsp. Mycoides,Mmm)感染山羊、乳牛等許多畜牧動物,導致傳染性牛胸膜肺炎(contagious bovine pleuropneumonia或稱lung plague)等疾病產生。目前此疾病依然難以控制,每年造成超過6,000萬美元的損失,並影響2,400萬生產者的生計。雖然受感染的動物可使用抗生素治療,但這些動物多數為非法來源,在惡劣的環境中容易導致治療無效和抗生素耐藥性等問題。   迄今為止,市場上只有一種活性減毒疫苗可以控制lung plague,將疫苗注射到牛的尾部,數週後就會開始產生相應的抗體。雖然疫苗效果很好,但其對溫度較為敏感,在非洲這種高溫地區,容易使得疫苗弱化或是變性,並可能導致接種後的動物產生發炎和潰瘍等免疫反應。   為尋求更好的解決方式,加拿大薩克其萬大學(University of Saskatchewan)通過加拿大國際糧食安全研究基金(Canadian International Food Security Research Fund,CIFSRF)申請並獲得了國際發展研究中心(International Development Research Centre,IDRC)和加拿大全球事務部(Global Affairs Canada)的資助,與肯亞的研究人員合作以開發新的疫苗。   不同於使用傳統疫苗開發方式,研究團隊使用反向疫苗學(reverse vaccinology)開發新型疫苗,利用程式分析細菌基因並找出最可能導致牛產生免疫反應的抗原,再製備與純化所選蛋白質,與佐劑混合測試。在鑑定的66種Mmm蛋白中,有四種可保護牛隻免受侵害。【延伸閱讀】血液檢驗將有利於促進乳牛健康   這種新型疫苗使用肯亞各種Mmm菌株的蛋白質抗原,生產成本更低,且於室溫更加穩定,現今已獲得肯亞疫苗生產商的許可並進行生產,預計將進行田間試驗。反向疫苗學已被用於目前市場上的人類腦膜炎球菌疫苗,未來也可用於開發其他重要動物疾病的疫苗,抵抗結核病菌、黴漿菌、大腸桿菌的感染。
野草變黃金,張力天研發咸豐草飼料對抗惱人球蟲病
2018/10/22
臺灣每年平均飼養3億多隻雞,其中會讓雞隻下痢、出血的球蟲病,因為病原體會存在糞便中難以清除,容易造成雞場雞隻重覆感染與腸道病原菌二次性感染,雞農常會使用抗生素、抗球蟲藥物進行防治,卻衍生出藥物殘留與抗藥性病原等問題,這幾年雞蛋屢被驗出不該使用的乃卡巴精便是一例。   中興大學獸醫學系特聘教授張力天發現可食性植生素咸豐草,可改善雞隻免疫系統,具有對抗球蟲病的功效,不僅如此,也可改善雞隻腸道菌相,改善蛋雞生產環境。目前市面上已有兩款飼料添加物上市,他努力讓這系列產品推向國際市場。  全球因球蟲病,產業年損20億   科技部去年推動「前瞻農業科技──新世代農業生物保護劑之開發」,希望解決產業問題,以推動安全健康農業。長年鑽研中草藥醫學研究及抗原蟲飼料添加物研發的中興大學獸醫學系特聘教授張力天,共提出「改善雞、豬腸道菌相的新穎性優質飼料」與「抗植物病原菌的綜效性微生物製劑」等三項研究計畫,希望開發可食性的植物性飼料添加物,取代抗生素濫用現象,改善禽畜產業的疾病問題。   十多年前,張力天因參與中研院農業生物科技研究中心研究員楊文欽團隊,透過動物實驗的研究,發現咸豐草具有改善糖尿病代謝疾病與抗食因性細菌的潛能,循著此線張力天和楊文欽進一步發現咸豐草應用在雞隻上,具有抗雞隻球蟲病的潛力,因此合力研發配方,在五年前奪得第十屆國家新創獎。   據農委會統計,臺灣去年飼養約3.3億隻雞,其中蛋雞約有1千7百萬隻,年產75億顆雞蛋。為了供應市場雞肉、蛋大量需求,雞隻長期被密集飼養,環境容易傳播病原菌,像雞隻球蟲病就是養雞產業非常普遍的一種疾病。   球蟲病一年四季都可能發生,其傳染途徑是當球蟲卵囊在適合的溫度、濕度和充足的氧氣下芽孢化後被雞隻食入,雞就會感染球蟲病。具感染力的卵囊在雞的腸道中釋放出芽胞子侵入破壞腸道上皮細胞,造成雞隻脫水、下痢、出血。小雞最快可在七天內死亡。而這些被感染的雞排出的糞便將帶有卵囊,卵囊再度芽孢化後還可繼續傳播,在環境中生生不息。   不僅如此,張力天指出球蟲病和瘧疾很像,在它還沒被殺滅前,會一直留在雞隻的腸道寄生,雞的腸道因為受傷,吃進去的飼料吸收效果都不好,間接影響飼料換肉率。每年全球家禽因球蟲病約損失20億美元。為了抵抗這疾病,雞農和蛋農通常會使用抗生素、抗球蟲藥物進行防治,但也衍生後續雞蛋殘留藥物、球蟲病產生抗藥性等問題。   放眼國際,張力天說,歐盟、東南亞、美國近年已陸續表態將禁用抗生素,而歐盟更直接明定2021年後不准在飼料裡投入化學性的驅蟲藥(緩衝期有三年),顯見研發非化學性的咸豐草製劑,將有助於未來全球家禽市場的發展。  透過侵入分解病原體,咸豐草讓雞更健康   臺灣常見的咸豐草主要有三種,分別是大花咸豐草、小花咸豐草和黃花咸豐草,而大花咸豐草是多年生草本植物。從外觀上判別,黃花咸豐草只有中間黃色管狀花,小花咸豐草和大花咸豐草黃花周圍則有白色的舌狀花瓣,但大花咸豐草的舌狀花瓣會比小花咸豐草還長。   經過多年研究,張力天發現,實驗動物吃下咸豐草飼料配方後,免疫系統的巨噬細胞會分泌酵素物質,把病原菌分解掉,讓細菌的散佈機制被瓦解,而不致發生發炎反應影響動物健康。   「簡單來說,它不是直接殺滅病原體,而是影響病原體侵入的方式來控制疾病。」張力天強調,由於球蟲菌株非常多種,他們針對不同球蟲菌株、甚至是有抗藥性的球蟲菌株做測試,發現咸豐草都有辦法抑制。   此外,張力天說,雞隻吃了咸豐草飼料配方還可改善腸道菌,使腸道菌壞菌減少;也可以改善飼育咸豐草飼料蛋雞的生產環境,減少因運輸保存過程產生的劣蛋、 汙染蛋比率。   張力天更做了咸豐草飼料配方產品的穩定性研究,「我們做了兩年的品管,從原料、加工、成品到倉儲都進行把關,平均每一個月進行抽樣檢查,發現在儲存和運輸上,這配方在4℃、室溫、40℃、高溫90℃和瞬間高溫130℃都沒問題,基本上每一個製程步驟都很完備。」   現階段和張力天合作,使用咸豐草飼料配方的蛋雞平均一年有20萬隻,白肉雞則約是10萬隻。看準2024年全球近130億美元的抗球蟲藥物及疫苗市場,張力天預計在今年底募資、成立公司,並首先鎖定東南亞市場,他希望這項抗球蟲的咸豐草飼料配方不僅能被臺灣產業界廣泛使用,更能走向國際,造福全球的家禽市場。 【相關資訊】 想更進一步了解此專案研發成果細節,請逕洽財團法人農業科技研究院黃小姐,電話:03-5185151,信箱:1112047@mail.atri.org.tw

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