基因組育種是僅根據DNA篩選數千名候選者進行田間試驗的過程，可以節省開發新植物品種所需的時間和資源，例如在乾旱條件下生長得更好。基因組育種的一個重要部分涉及基因組預測，以利用DNA來估計植物的產量。 　　巴西阿肯色大學研究團隊主要使用機器學習（ML）技術，特別是基於梯度提升技術（GBM）的LightGBM框架，來進行基因型與環境互動的預測。研究中引入了環境數據和基因數據的特徵工程，以提高預測準確性。使用來自「基因組到田野」計畫的多環境試驗數據，涵蓋2019至2021年間的玉米雜交品種在72個環境中的表現。環境數據包括氣候、土壤等變量，並由Spectrum WatchDog 2700氣象站收集。 　　研究發現G+E模型在預測準確性上優於GEI模型，且在計算資源和時間上更具優勢，在包含環境數據的情況下，機器學習模型的平均預測準確性比傳統的因子分析乘法混合模型提高了7%。通過特徵工程可以有效地將環境數據整合入基因組預測模型中，並且不需要明確地將互動項納入模型中，即可考慮基因型與環境之間的互動。 　　此項研究發表在2024年7月《Applied Genetics》期刊，此項研究貢獻在於為作物育種領域提供了一種新的預測工具，能夠有效結合環境特徵與基因數據，提升作物產量預測的準確性。這一成果不僅有助於節省資源，還能加速新作物品種的開發過程。隨著對環境數據和基因數據結合的研究日益增加，該研究為未來的農業科學研究奠定了基礎。 【延伸閱讀】- 利用空拍AI分析影像技術預測甜玉米最佳收穫時間

美國德拉瓦大學(University of Delaware)地理與空間科學系研究團隊希望藉由結合高解析度無人機影像與大範圍衛星數據，建立自動化監測工具，為農業管理者和政策制定者提供即時、具體的鹽化風險資訊，進而制定有效的適應與緩解策略。 　　研究團隊於2022年實地走訪德爾馬瓦(Delmarva)地區農場，利用無人機拍攝高解析度鹽斑影像，並結合歷史與現有的Sentinel-2衛星資料，建立涵蓋多時期的土地覆蓋數據集。研究人員訓練機器學習演算法，讓模型能辨識每個10x10公尺衛星影像格內的多重土地覆蓋類型，並進行分數化分解，準確計算鹽斑、濕地等覆蓋比例。團隊同時開發專屬公式，提升模型對鹽斑與濕地的辨識能力，並將數據與程式碼公開，便於他人複製或擴展研究。 　　研究發現2011至2022年間，德爾馬瓦地區的鹽斑面積增加了三倍，大片農地已轉變為濕地或完全失去耕作能力。這種鹽化現象對糧食生產與農民生計構成嚴重威脅。新方法不僅能準確追蹤鹽斑與濕地的空間動態，還能為年度變化建立數據集，為未來土地利用規劃與氣候適應政策提供關鍵依據。團隊計劃將這些數據整合進新一代的鹽斑地圖應用程式，協助農民與管理者及時識別高風險區域。 　　此項研究發表在2025年《Remote Sensing of Environment》期刊，研究貢獻在於首創性地將無人機與衛星遙感資料結合機器學習，實現大範圍、細緻化的土地鹽化監測。成果不僅揭示沿海農田鹽化的快速惡化趨勢，更為農業的氣候變遷調適、土地規劃與生態保育提供了科學工具和數據基礎。研究團隊公開數據與程式碼，促進全球類似地區的經驗交流與技術傳播，推動土地資源管理的數位轉型。 【延伸閱讀】- 深度學習和無人機影像促進精準農業確保糧食安全

據統計，2025年時全球人口將成長至近100億人，人口增長使糧食需求大幅增加，然而過去數十年間已因城市化及土壤退化使全球失去三分之一的耕地，伴隨氣候變遷、水資源匱乏等問題，全球農業系統正面臨前所未有的壓力，也突顯了育種的重要性，藉由培育耐病及耐候品種有助於抵抗種種逆境、提升農業生產力並改善糧食安全。 　　傳統育種過程中，大多仰賴人力調查及傳統的統計方法進行分析，然而近年來基因體學、表型體學相關技術如全基因組關聯性分析(genome-wide association studies, GWAS)、次世代定序(next-generation sequencing, NGS)等快速發展，傳統統計方法難以應用於高通量數據分析，因此，育種人員逐步導入機器學習協助預測性狀以加速育種進程並達到精準育種。機器學習在植物育種中有許多應用，如遺傳多樣性分析，遺傳多樣性是植物適應環境變化的基礎，傳統的多變數分析方法繁瑣且耗時，透過深度學習技術如卷積神經網絡（CNN），可以自動化並加速分析過程。此外，機器學習還能有效整合基因體、表型體與環境數據，幫助育種者發現與性狀相關的基因，並了解不同環境對作物表現的影響；亦或結合表型、基因體和代謝體學數據，有助於預測植物對於不同逆境的反應並加速抗性品種開發。 　　利用機器學習，育種者能夠大量分析相關數據，加速培育環境適應力強、生產力佳、營養價值高等優良性狀的品種，同時開發育種決策模型，減少傳統育種試錯過程、節省時間及資源，使得育種更高效且精準。 【延伸閱讀】 - 解密關於草莓果實品質的基因

隨著酪農逐漸減少，為了維持穩定的供應量，業者將重點聚焦於提高乳牛的生產效率，因此，牛隻的健康管理尤為重要，若能及早發現異常、迅速診斷、防止疾病傳播、保持適當繁殖周期等，將有助於穩定生乳的生產。現行的健康監測設備及系統中，以非接觸及侵入型設備效果較佳，此類設備對乳牛造成的壓力較小且無須其他配件，更適合應用於酪農場的日常管理。近期，由日本東京理科大學(Tokyo University of Science)研究團隊開發一新興方法，利用多個攝影機系統追蹤牛舍內乳牛位置訊息，並對其行為及運動模式進行分析，藉此預測與判斷牛隻健康問題。 　　以往的研究中，大多由單一攝影機追蹤固定的牛隻，當牛隻離開監控範圍則無法紀錄，部分研究延伸至跨攝影機追蹤，然而僅限於2-3台攝影機，對於牛舍覆蓋率有限。本研究中開發一系統，能利用攝影機視角重疊的影像進行運算，並針對牛隻移動、靜止或是躺下等不同姿勢及情況調整參數，達到精準追蹤乳牛行為且準確率達90%，與依賴影像特徵的方法相比，追蹤性能提升50%，相關文獻發表於Computers and Electronics in Agriculture期刊。 　　此研究實現了跨攝影機的全方位監測，未來團隊計畫將攝影機校正過程自動化，以加速實際安裝作業，並利用收集之牛隻移動模式進行分類、辨識，期望能增強系統對於疾病及健康問題的辨識能力，協助農民更有效地監測和管理牛群的健康情況。 【延伸閱讀】- 研究發現，大多數肉乳雜交小牛比純種乳牛體質更強壯

基因編輯家畜禽產業化之進展 財團法人農業科技研究院動物科技研究所動物科技組  杜清富  正研究員(退休) 基因轉殖、基因回殖及基因編輯 　　細胞在分裂前須先將基因體DNA由一套複製成兩套，再等分到兩個子細胞。DNA複製時兩股同時進行，不過因兩股DNA是互補而複製有方向性(由5’端到3’端)，致使一股模板複製時可連續進行，另一股則須倒序且片段式進行，再不斷進行修補及接黏；此外，DNA雙螺旋結構在複製時也需不斷解構(斷鏈)/重接；因此DNA在複製時發生序列錯誤或突變是自然現象，此時細胞以各種機制(如甲基化)辨識新舊股DNA，舊股DNA(甲基化較多)是原始模板，因此修補時會將新股的錯誤，依舊股DNA碼將新股錯誤之DNA碼進行修補。雖然如此，每/各代間DNA組(或基因體)，仍有序列改變為單核酸變異/多態型(single nucleotide polymorphism, SNP)及突變，甚至有DNA片段缺損、插入或倒置，此種改變在體細胞不會遺傳到後代。但是，事實上在生殖細胞配子形成過程之減數分裂，卻有非常多親源染色體間互換現象，使子代基因體多樣化，以產生個體差異，以及適應環境改變之演化壓力，且此等改變會遺傳至後代，增加適應環境之機會。 　　基因轉殖(transgenesis，Tg)及基因回殖(cisgenesis，Cg)即使用各種載體，分別將不同物種(Tg)或相同物種(Cg)之基因，於前述細胞DNA複製時，逢機接至不連續複製股，造成一套或甚至兩套染色體具有Tg或Cg之外源基因，因外源基因為逢機接到不特定位置，致使有時外源基因無法表現，或該位置為重要功能基因位點，以致產生嚴重性突變，喪失重要功能，甚至在純合子時產生致死現象，有時外源基因表現過量，超出正常生理範圍產生異常現象。因此在獲得Tg或Cg之個體須如一般育種流程，再進行評估及選拔，以培育組合成有價值的品系。 　　基因編輯(gene editing, GE)為使用核酸或與蛋白質(酵素或酶)的工具(圖1)，由特定核酸引導該蛋白質在特定位置切斷雙股DNA，此現象一如誘發突變，基因體需立即進行修補缺損處，產生非同質末端連接(non-homologous end joining, NHEJ)，不過此NHEJ並非只直接黏接，亦造成細胞本身DNA序列插入及刪除(insertion and deletion, Indel)或DNA片段倒置等現象，此等現象完全無外源DNA模板加入，GE誘變產生的物種歸類為第一類定點核酸酶(site-directed nuclease-1，SDN-1)之產物。 　　不過，在進行GE時也可以額外加入外源DNA模板，使DNA在進行修復時產生同質重組反應(homologous recombination, HR)將外源DNA模板整合在斷點兩側，此GE/HR產生物種，依其模板來源區分，如為原物種之DNA序列，僅修改少數核酸碼或完整基因序列，則此類產物歸類為SDN-2物種；如DNA模板為不同物種之完整基因序列則所獲得者，則屬於SDN-3物種。 　　 圖1. 應用在畜產動物之基因編輯技術及培育種畜禽規範分類。 　　　目前在GE物種之國際規範已越趨一致，將SDN-1歸類為非基因改造生物(genetically modified organism, GMO)，SDN-3則為GMO物種，在SDN-2則仍有各國/區域不同考慮做不同歸類，如修改長短或核酸數做不同歸類(參考表1及表2)。 表1. 應用精準生物科技(基因編輯)在農業發展之全球規範(分類)依據 分類定義之問題 類別間之區分 淨體子* 能否經由傳統或經由誘發突變而獲得? 是 是 是 否 是 核酸模板? 無 短 長 是 NA "外源"DNA(合成或轉殖基因) 無 無 無 有 NA *Null segregant；NA = not all. (Wray-Cahen et al., 2024. Front Genome Ed. 6:1467080.) 表2. 應用精準生物科技(基因編輯)在農業(動物)發展之全球(主要國家)規範做法 國家 政策 類別間之區分 淨體子 定案 阿根廷 Resolution 21/2021 NGMO NGMO LnGMO GMO NGMO 是 巴西 Normative Resolution 16 NGMO LnGMO LnGMO GMO NGMO 是 哥倫比亞 Resolution No.22991 NGMO NGMO LnGMO GMO NGMO 是 美國 無GMO法,生技產品依據現有法律,以動物新藥法**規範意圖改變基因體(IGA)之動物 GFI# 187A / B IGA個別評估，依SDN類之差異 NGMO 是 日本 農林水產省-動物產品 NGMO NGMO LGMO GMO NGMO 是 澳洲 Gene Act 2000 NGMO NGMO GMO GMO NGMO 是 紐西蘭 Hazardous Substances and New Organisms Act, 1996 GMO NGMO GMO GMO NGMO   新法擬訂中 NGMO NGMO GMO GMO NGMO 以色列   NGMO NGMO NGMO GMO NGMO   英國 Genetic Technology (Precision Breeding) Act 2023 NGMO NGMO NGMO GMO NGMO 是 歐盟 僅植物 NGMO NGMO NGMO GMO NGMO   * 承上表1，NGMO = not GMO, LnGMO = Likely not GMO, LGMO = Likely GMO; ** FDA主管Animal Drug Laws, IGA= Intentional Genomic Alterations, GFI = Guidance for industry. 註：增修自Wray-Cahen et al., 2024. Front Genome Ed. 6:1467080；美國GFI 187B於2025年5月定案；英國Genetic Technology (Precision Breeding) Act 2023，適用於動植物，2025起於英格蘭、蘇格蘭及威爾斯實施。 　　不過，在蛋雞之研發，涉及半數孵化之雛雞為雄性，無法繼續飼養產蛋而需犧牲淘汰，因此學者將藍色或紅色螢光基因，藉由GE技術標植在Z染色體上(以下以Z’區別)，在母種雞性染色體WZ’之Z’攜帶螢光基因，公種雞為一般ZZ未攜帶螢光基因，因此配種後種蛋，雌性為WZ種蛋，雄性為ZZ’種蛋。在攜帶藍色螢光種蛋孵化時以藍光持續照射，在孵化第9天該蛋內胚就會死亡無法孵化，可以避免淘汰雛雞需性別判斷技術及人道爭議；在攜帶紅色螢光之種蛋進孵化器前，經由照蛋即可挑出攜帶螢光基因之雄性種蛋，即至少半數種蛋(屬雄性)，完全不用進入孵化器，可節省半數孵化電能，亦無殺生之人道議題。 　　此種攜帶螢光基因之母種雞屬於GMO，不過藉由性染體在性別傳承差異，可做到在雌性種蛋(WZ)及其孵化F1子代為所有染色體完全未攜帶外源基因之淨體子(null segregates；基因體已清淨無外源轉殖基因)，則此等F1後裔完全屬於傳統雞隻，非GMO物種，如此，全球每年可達70億個雄性種蛋可以直接淘汰不用孵蛋，其省下能源非常可觀。 達產業化之基因編輯家畜 　　在畜產動物，GE無角牛之冷凍精液最早於2016年為巴西及阿根廷核准上市，不過美國FDA於2019年審查時，因所使用乳牛體細胞於進行GE/Cg時，在將安格斯肉牛無角DNA序列植入乳牛細胞時，同時使用抗生素耐受基因做為篩選標記，造成所產製兩頭無角複製牛攜帶外源抗生素耐受基因，因而審定該牛隻屬於GMO，因此前述巴西及阿根廷立即撤銷其上市核准；此案仍持續進行各項評估及嚴謹審查，主要因出生自然無角，在乳業牛隻管理不僅免掉去角工作與管理人員工作風險，以及不用化學劑破壞角生成細胞達去角，將更符合動物福祉。     面對氣候暖化，高溫不利牛隻乳肉生產，將泌乳素接受體(prolactin receptor, PR)進行剔除，使牛隻體毛變短利於散熱達生適應熱氣候，在畜群中有PR自然突變牛隻，此案例不論肉牛或乳牛，自2020年起先後有阿根廷(2020年)、巴西(2021年/乳牛及2023年/肉牛)，以及美國(2022年)核准及視為一般育種牛隻。 　　在GE豬隻方面，於美國有少數白人被蜱蟲或璧蝨叮咬過，對α-半乳糖(α-gal)產生過敏，甚至在吃豬肉時也對豬肉中α-gal產生過敏反應，因此，原作為異種器官移植避免超急性排斥反應之半乳糖轉移酶基因剔除豬，因無α-gal被命名為「GalSafe」豬肉，不會產生過敏，FDA在2020年核准此等豬肉上市進入食物架上販售，但是要求必須清楚標示無α-gal，以維護消費者可以正確選到不含α-gal隻豬肉。     另外，在養豬產業有神祕病毒之稱的豬生殖道與呼吸道綜合症病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)，因病毒好感染免疫系統重要之吞噬細胞，豬群感染後，生長肥育豬隻容易產生高燒、厭食及呼吸道疾病症狀，降低生長效率甚至具高死亡率，懷孕母豬則容易流產、早產、生出木乃伊化或死亡及虛弱仔豬，對養豬產業造成非常大經濟損失。由於此病毒變異快及感染細胞免疫系途徑，因此目前使用已開發的疫苗功效不佳；在2016年起開始應用GE技術將PRRSV感染之接受體之CD163中接合區域刪除或整個基因剔除，均證實可完全抗PRRSV感染，此豬種分別在2023、2024及2025年通過哥倫比亞、巴西及美國審核可進入食物供應鏈。 　　由於氣候變遷氣溫升高，降低畜產動物生產效率及增加疾病感染威脅，諸多研究如火如荼進行，諸如抗流感雞隻，抗傳統豬瘟、非洲豬瘟、豬流行性下痢、流感病毒及日本腦炎病毒之豬隻，抗熱緊迫白體毛乳牛及耐下痢病毒牛等等。在最普遍案例之肌肉生長抑制素(myostatin)基因剔除在豬隻研發最多，牛及肉雞亦有研發，惟此案在自然突變雙肌肉牛已有長久歷史記錄，卻因犢牛有難產及其他各種缺陷，並未能由育種培育成為主要牛群，在GE豬亦發現有生理缺陷，相關研發仍需進行審慎評估，確認是否具產業價值。     此外，豬隻在將飼料能量轉換成ATP時，因粒線體中阻斷蛋白-1 (uncoupling protein-1, UCP-1)基因演化突變刪除第3-5表現子(exon)，無法阻斷ATP形成以產生體熱，致無法在寒冷環境保溫，使野生母豬築巢和商業養豬需點燈進行仔豬保溫，有學者將小鼠UCP-1基因修補豬隻突變基因，使能量可以轉化成熱能，提高仔豬體溫減少保溫所需電能，減少養豬產業仔豬保溫電能消耗之優點，不過，以飼料能量使用效率觀點，是否合算則須再評估。 有性生殖與基因重組看基因編輯 　　美國學者Wray-Cahen 等人(2022)提到GE不是萬靈丹，但是面對氣候變遷的影響，對於動物農業永續性及韌性提供機會，可改善動物健康、動物福祉及生產效率，達改善人類動物性蛋白質營養。在一項1000頭公牛基因體研究(Hayes et al., 2019)，顯示不同品種牛隻之基因體天然存在8,400萬SNP和250 萬個DNA Indels，顯示有性生殖存在基因重組(或編輯)現象，可呼應前述GE如在無外源基因植入之SDN-1類基因編輯，是一種自然現象，在應用GE精準育種，應可視為傳統育種技術，所產製之家畜禽，可歸屬於一般育種技術所培育之動物。 參考文獻： 杜清富。2023。精準育種科技之應用及發展-精準育種之基因編輯技術在家畜育種之應用。中興大學精準農業教學推動中心執行教育部「精準健康產業跨領域人才培育計畫」精準農業領域專書。第四章第一節pp.342-359。(ISBN: 978-986-96453-6-2)。 Hayes BJ, Daetwyler HD. 2019. 1000 bull genomes project to map simple and complex genetic traits in cattle: applications and outcomes. Wray-Cahen D, Bodnar A, Rexroad III C. Siewerd F, Kovich D. 2022. Advancing genome editing to improve the sustainability and resiliency of animal agriculture. CABI Agri Biosci. 3:21. Wray-Cahen D, Hallerman E, Tizard M. 2024. Global regulatory policies for animal biotechnology: overview, opportunities and challenges. Front Genome Ed. 6:1467080.

作為世界上最具經濟價值的柑橘類水果之一，檸檬因其獨特的酸度及風味而備受喜愛，儘管檸檬酸對於水果風味的影響已有廣泛研究，其調控的分子機制仍然難以捉摸，因此中國南京農業大學與廣西大學合作，探討檸檬酸之表觀遺傳學(epigenetics)，解析DNA甲基化如何影響檸檬酸的生合成與累積。 DNA甲基化分析：揭示果實發育的表觀遺傳調控 　　表觀遺傳學主要研究在不改變DNA序列的情況下，環境如何影響基因的表達，而DNA甲基化是其中重要的調控機制之一，在核苷酸-尤其胞嘧啶(cytocine, C)接上甲基基團，通常會抑制該基因活性，使得基因表達改變。研究團隊以香水檸檬為材料，建構涵蓋27,945個基因及51.37%重複序列、共364.85Mb資料量的高品質基因組序，並對各個檸檬果實發育階段進行DNA甲基化的全面分析。結果顯示隨著果實逐漸成熟，序列CG、CHG甲基化程度下降而CHH甲基化程度則激增，CHH甲基化與活化檸檬酸生合成相關酵素基因呈高度相關。此外，RNA引導DNA甲基化路徑(RNA-directed DNA methylation pathway, RdDM)相關基因在果實發育時大量表達，推測為CHH甲基化激增的原因，相關文獻發表於Horticulture Research期刊。 　　透過繪製香水檸檬基因組合DNA甲基化圖譜，探討果實發育過程中DNA甲基化的動態變化，為釋放其遺傳潛力邁出重要一步，期望未來能應用於柑橘育種，藉此開發更高品質的品種。 【延伸閱讀】- 研究發現高產蘋果樹背後的遺傳機制

高雄區農業改良場今天在農業部舉行記者會，介紹新研發成功能自主巡場的智慧幫手，會拍照還能辨識作物病蟲害及自動精準噴藥，不但降低農民工時，也減少噴藥對人員造成傷害。 　　高雄農改場場長羅正宗說，高雄農改場為新研發成功的「自主移動智慧精準噴藥機」取名「小小兵」，其實就是一部機器人，經由事先路徑設定及規劃後，可連續自主作業7小時，且可無線充電，農民在田間工作時，只需在旁監看。 　　羅正宗說，近年來為因氣候變化及農產業的提升，溫網室栽培面積大幅增加，若在溫網室中噴藥時，傳統的引擎動力式作業機產生的廢氣、噪音及噴藥時藥劑瀰漫，常造成農業作業人員身體不適。 　　另外，作物病蟲害的監測及防治透過人力作業，常需耗費大量時間，難以即時處理。高雄農改場副研究員潘光月說，「自主移動智慧精準噴藥機」可望節省至少3名人力，並減少噴藥作業造成的傷害，提高工作效能。 　　潘光月說，高雄農改場研發「自主移動智慧精準噴藥機」時是以小胡瓜為對象，但這個機器人的功能可視需要進一步擴增，只要有完整的訓練，完成其他作物病蟲害AI辨識資料庫，皆可和噴藥機結合，運用到其他作物的病蟲害防治。 　　「自主移動智慧精準噴藥機」已取得專利證書，高雄農改場也公告技轉給民間廠商，估計一台機器費用約新台幣40萬元，而農民現在購買電動農機可享有一半的補助。【延伸閱讀】- 日本農業自動化機器人的未來與現況發展趨勢

大豆胞囊腺蟲(soybean cyst nematode, SCN)是一種微小的害蟲，附著於大豆根部吸食營養物質並留下破壞的痕跡，造成每年數十億美元經濟損失，嚴重時導致減產高達30%-50%，且地上部不會有明顯的病癥。為防治此線蟲，農民通常使用抗性品種、輪作、種子處理等方式，然而市售抗病品種多緣自於兩個抗性基因，經過長期使用SCN已逐漸產生抗性，因此美國巴斯夫公司(BASF)與唐納德·丹佛斯植物科學中心(Donald Danforth Plant Science Center)研究團隊，藉由基因轉殖一特殊蛋白，有望解決此問題。 基因轉殖的生物防治策略 　　農業中經常利用蘇力菌(Bacillus thuringiensis, Bt)生成之晶體蛋白(Cry)防治害蟲，藉由基因轉殖入作物中，可防治鱗翅目、鞘翅目等害蟲，廣泛應用於大豆、棉花、玉米等作物，近期研究顯示Bt蛋白有助於SCN防治，因此研究團隊將GMB151基因轉入商業品種中，此基因轉譯後可生成Cry14蛋白，結果顯示，相較於對照組及其他抗病品種，轉入GMB151植株可有效降低SCN族群。研究人員進一步探討Cry14蛋白對於減少線蟲族群的機制，利用高解析度電子顯微鏡觀察，發現Cry14能夠成功進入線蟲腸道，推翻先前認為Cry蛋白過大、線蟲難以攝入的質疑聲，並觀察攝入後腸道內的影像，影像中可見腸道細胞膜破裂、細胞凋亡，最終導致線蟲死亡，相關文獻發表於Molecular Plant-Microbe Interactions。 　　這項開創性的研究為利用Cry蛋白控制SCN或其他線蟲開闢新的方向，期望能為其他研究人員提供新的思路並多加以應用。 【延伸閱讀】- 玉米穗蟲對蘇力菌基轉作物抗藥性之遺傳背景探勘

隨著環保風潮崛起，家禽養殖業也開始打起「綠色牌」，農業部畜產試驗所在近期取得淨零減碳的重要成果，降低肉雞飼料中的粗蛋白1%至4%，並補充必需胺基酸，不僅不影響雞隻生長，還能讓雞糞中的氮排放大幅減少48.6%至67.9%，每隻肉雞每年可減少17.05%的碳排放，且降低1%蛋白質的飼料，每公噸飼料還能省下0.41元。 　　畜試所研究員兼組長許晉賓表示，該減碳技術應用在土雞方面亦展現良好成效，減少2%粗蛋白，不僅不影響土雞體重，還能讓飼料轉換率大幅提高，讓飼養過程更環保。相關數據顯示，糞便的氮減少8.1%，氨氣濃度下降26.3%，每隻土雞碳排放減排率高達12.6%。 　　在蛋雞部分，降低蛋雞飼料中的粗蛋白2-4%，對蛋的產量和品質沒有影響，卻能使氨氣濃度降低70.1%，糞便中的氮減少20.7%，每隻蛋雞每年減排率達17.4%，且每公噸飼料也能省下0.39元，兼顧產能與環境友善。 　　許晉賓說，為了減碳與永續發展，降低飼糧中的蛋白質且維持胺基酸平衡，不僅能減少碳排放，還能省下不少成本，以精準營養技術減少飼料蛋白質的用量，可養出更健康、更環保且具經濟效益的家禽。 【延伸閱讀】- 飼料添加劑有效減少放養肉雞中的曲狀桿菌

心血管疾病是全球最主要的疾病與死亡原因。植物萃取物富含生物活性化合物，並且在藥物開發中發揮關鍵作用，但由於副作用、藥物相互作用以及缺乏充分的臨床實驗，導致這些植物的使用受到限制。 　　西班牙巴塞隆納自治大學(Universitat Autònoma de Barcelona)的研究團隊分析了大蒜、山楂、番紅花、橄欖、迷迭香及葡萄的主要活性成分，在這6種植物中含有二烯丙基二硫化物、槲皮素及薑黃素等成分，具有抗氧化、抗發炎、血管擴張作用，以及對脂質代謝調控等功能，有助於治療動脈粥狀硬化、高血壓等疾病；這些天然萃取物是具有潛力的，但因基質效應(matrix effect)導致在同時攝取的狀況下可能會影響治療效果，因此了解這一相互作用對於優化植物萃取物在飲食背景下的治療應用相當重要。 　　這些植物成分的長期安全性和協同效應的評估仍需進一步深入研究，未來研究將著重於建立標準化的臨床試驗，並強調藥物動力學、毒理學和臨床效果的全面評估，以確保這些天然產品的安全性和有效性，並為它們作為藥用植物在未來的應用鋪路。【延伸閱讀】-這種蜂蜜你沒吃過 抗氧化力是荔枝龍眼蜜的6到10倍

日本東京理科大學近期發布一項研究，深入探討揮發性化有機化合物在植物交流中所扮演的關鍵作用，將可為永續農業發展提供新的研究方向。 研究指出，植物間的氣味交流遠比想像中的更複雜且重要。植物不僅能透過揮發性有機化合物吸引授粉昆蟲，更能在植物遭受環境危害時向周邊植物發出警告信號。儘管植物本身沒有類似動物的嗅覺器官，但它們已演化出獨特的分子機制，能夠直接將揮發性有機化合物吸收進入葉內的細胞，觸發一系列防禦反應。這項自然界的「植物對話」，不僅揭示植物間的交流生理機制，也為農業防治提供新思路，正逐漸應用於現代農業實踐中。 　　在實際應用方面，研究發現應用於伴生植物和生物刺激劑等環保技術的效果顯著，特別是在有機農業中，某些植物釋放的揮發性有機化合物可抑制害蟲，同時促進鄰近作物的生長。例如，玫瑰所含的精油成分-β-香茅醇被證實可有效增強番茄的防禦能力，這種低成本的處理方法為未來的有機農業發展呈現了良好的應用前景。更重要的是，揮發性有機化合物在全球生態系統扮演關鍵角色，每年樹木釋放的萜烯類物質，會透過形成氣溶膠的方式對氣候產生重大影響，凸顯了這類研究在應對氣候變遷方面的重要性。 　　隨著植物間交流機制的突破性研究進展，這項技術在全球農業領域應用前景備受期待，透過深入了解並善用植物的天然防禦機制，未來可有望發展出更環保且永續的農業生產模式，不僅降低農藥使用，也為未來的糧食安全提供創新解決方案。【延伸閱讀】-植物透過誘導原等分子訊號感知草食動物攻擊

寒害會破壞細胞內的穩定狀態，誘發氧化損傷，並改變膜蛋白結構，進而影響電子傳遞與三磷酸腺苷(ATP)生成。儘管目前已有一些方法減輕採後寒害(PCI)，但其機制仍未完全理解，需要進一步研究水果在寒害條件下的生化與生理反應，因此美國國家食品技術創業與管理研究所的研究團隊在《園藝研究》期刊上發表了一篇全面性的評論文章。 　　研究確定了幾條主要的代謝途徑，如醣解途徑、三羧酸循環及戊醣磷酸途徑，這些都是ATP生成的關鍵途徑，而ATP為能量代謝和壓力反應的必須成分；並強調γ-氨基丁酸旁路途徑和細胞色素途徑在ATP生成中的重要作用，而菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)在減少PCI中具有潛力，以及細胞外ATP透過其受體DORN1在誘發抗氧化損傷的保護反應中的訊號作用，對PCI都相當重要；這些發現加深了我們對水果抗逆性的理解，並針對採後處理措施開闢了新方向，透過開發新型處理方法來增強抗寒耐性，這項研究有望減少食品浪費，延長水果的保存期限，並提升全球消費者的水果營養價值。【延伸閱讀】-基於RNA或DNA的新分子可保護植物免受病毒侵害

台灣近年經常乾旱缺水，台南區農業改良場發展出簡易可行的「稻田乾濕灌溉」技術，每公頃可省水高達2500公噸，大幅減少3成以上溫室氣體甲烷排放；不過仍僅零星農民使用，農改場表示要全力推廣，希望建立低碳栽培友善環境。 　　南農改場表示，因應氣候變遷與農業永續雙重挑戰，水稻栽培技術正逐步邁向「節水與減碳兼顧」新方向。場方因而發展出「稻田乾濕灌溉」技術，不僅可有效節約用水、提升根系健康，同時大幅減少甲排放。副場長王裕權指出，傳統水稻栽培仰賴長時間淹水灌溉，雖有助於防草控病，卻容易造成土壤缺氧，導致根系窒息、生長受阻，甚至引發「窒息病」，造成葉片黃化、稻穀品質與產量下降。 　　「稻田乾濕灌溉」技術改變了長期積水的灌溉方式，讓田區維持濕潤但非持續淹水狀態，有助於促進根系發展、植株生長健壯，並有效降低病害風險。 　　王裕權說，「稻田乾濕灌溉」技術操作簡易，農友僅需在田區設置簡便的水位管，將塑膠管埋入土下10公分，並挖空管內土壤、標示深度，當管內水面降至距管底5公分，代表水位即降至土面下5公分，或管內在土面高度處做記號，當水位降至距離記號處5公分時，這時再進行灌溉補水。農改場嘉義分場根據國際碳排模型（DNDC）模擬結果，採乾濕灌溉的稻田每公頃可節省約21%（約2,500公噸）灌溉水量，並可減少32.5%的甲烷排放，兼顧節能減碳與作物健康，且無論是傳統慣行或有機稻作皆可採用。 　　農改場表示，「稻田乾濕灌溉」是水稻栽培轉型升級的重要技術之一，不僅提升作物品質與產量，更可有效因應氣候變遷、水資源減少與環境保育等挑戰，未來將持續推廣此項友善耕作模式，期望能為農業生產帶來更多的效益。 【延伸閱讀】- 省34%灌溉水！農改場再生紙膜插秧技術 還可抑制雜草

美國賓州州立大學的研究發現，濃縮糖溶液對乳牛常見的子宮感染可能和抗生素同樣有效，這一發現有可能減少對抗生素的依賴，幫助應對人類和動物抗藥性增長的威脅，對於有抗生素使用限制的有機乳品業尤為重要，並且可能為未來人類研究提供方向，探索糖基製劑對於子宮感染(如子宮內膜炎)的治療。 　　研究人員在患有子宮內膜炎的乳牛子宮內投入葡萄糖濃縮溶液與全身性抗生素(ceftiofur)投藥進行比較，並透過DNA定序技術分析乳牛的子宮微生物群，了解其微生物群整體健康狀況。研究結果發現兩種治療方法的臨床治癒率相似，代表葡萄糖濃縮溶液對治療輕度子宮內膜炎的效果可能和抗生素效果一樣好；另一方面對微生物群的分析顯示，葡萄糖濃縮溶液與抗生素不同，其不會顯著破壞生殖道內的細菌平衡，而抗生素可能會改變微生物群，進而影響乳牛的健康。 　　目前需要更多的研究來確定葡萄糖的全面效果，但這項研究開啟了未來可能在動物和人類醫學中使用葡萄糖治療的潛力。【延伸閱讀】-FAO啟動全球十年倡議，減少對抗生素的需求，實現永續農業食品系統轉型

栽種同一品種的馬鈴薯田中，儘管遺傳背景相同，但個體間生長狀況如大小、產量、環境耐受性等特性仍然差異很大，這個問題一直困擾著農民及種苗供應商，研究人員推測可能由種薯表面細菌及真菌造成馬鈴薯植株間的個體差異，為了解微生物對馬鈴薯的影響，由荷蘭烏特勒支大學(Utrecht University)及台夫特理工大學(Delft University of Technology)組成的研究團隊開發了一種人工智慧工具可用於預測種薯未來生長的健康程度。 　　研究人員使用6個品種、數千個種薯進行試驗，首先收集種薯上微生物群的遺傳資訊，隨後定植於240個試驗田區中並利用無人機追蹤馬鈴薯生長情況，結合兩群資料後藉由演算法開發AI預測模型，此模型有助於識別何種微生物相能使馬鈴薯生長最佳。結果顯示，模型可由種薯微生物相預測未來生長情況，品種間預測能力略有差異，生長最佳的品種模型之決定係數為0.69。此外，以鏈黴菌(Streptomyces)、不動桿菌(Acinetobacter)及纖維弧菌(Cellvibrio)對模型貢獻度最高，其中鏈黴菌可促進植株生長，相關文獻發表於Nature Microbiology。 　　此研究首次結合人工智慧與微生物學，為農業發展開啟了新篇章，藉由了解微生物組成與作物生長間的關係，期望未來能延伸應用將有益微生物包附於馬鈴薯種子、種薯上，甚至對作物進行基因改造，使其更吸引有益微生物以提高產量、提升作物韌性並減少化學農藥使用。【延伸閱讀】-開發更具韌性的馬鈴薯品種，強化糧食生產效率

美國喬治亞大學(University of Georgia)的研究團隊探討如何將未售出的可食用裝飾花卉重新作為食品成分，以減少浪費、促進環境永續發展，並將研究發表於《食品加工工程期刊》(Journal of Food Process Engineering)。 　　超音波技術長期被用於食品加工，它能夠提升食品品質並延長保存期限，例如源自植物或其他食品成分的蛋白質。這些技術不僅可用於加工，還可以萃取維生素、蛋白質及其他對人體有益的生物活性化合物；因此，研究團隊將廢棄的裝飾花卉以超音波技術進行加工，希望找出花卉的二次利用價值。 　　研究結果顯示，超音波技術透過波動來產生熱能，有助於將花朵脫水後保持品質，並且不會顯著影響顏色。相較之下，傳統的自然風乾或熱風乾燥法更加耗時，並且可能降低花朵的品質。未來研究團隊將著重於萃取可食用裝飾花卉中的蛋白質、食品色素和維生素等，以作為天然的食品添加劑及食品原料，並將其應用於人類的食品中。 【延伸閱讀】- 淡水藻類可能成為下一種對環境影響極小的超級食品

光學與半導體微顯影整合廠晶瑞光（6787）宣布，攜手子公司晶芯光電與在地AI系統商，鎖定智慧農業、智慧養殖與實體超商智慧監控市場，同步推出兩大新應用：AI智慧熱成像監控系統與高光譜影像無人機方案，公司表示可望為今年下半年起的營運增添動能。 　　晶瑞光表示，高光譜無人機整合「彩色夜視感測器＋紅外熱像模組」，在低光環境下仍能呈現接近白天色彩，並以熱成像即時標記溫差異常；搭配AI分析，用於農作物監測、病蟲害預警、精準施肥，以及工地安防、邊境監測、救災與國防等24小時情境。在落地進度上，公司指出，AI智慧熱成像監控系統將率先導入桃園有機蛋畜牧場，自紅外感測到AI影像分析一條龍導入，可即時辨識家禽體溫與「熱緊迫」狀態，並結合精準飼養與智慧環控，提升養殖安全與效率；後續規畫擴展至豬、牛及水產養殖，並強化食品安全與溯源資料。 　　技術面，晶瑞光以半導體黃光製程結合光學鍍膜，發展多頻譜分光鍍膜技術，開發高光譜成像感光晶片，應用版圖涵蓋智慧物流、生醫與農業無人機。公司亦建置12吋濺鍍機、強化矽光子鍍膜能力，適用於高光譜成像晶片與高速資料傳輸晶圓載體，作為智慧農業與邊緣AI硬體基礎。 　　市場與政策面，根據國外研究報告Fortune Business Insights報告指出，全球農業無人機市場2023年規模約49.8億美元，2024年至2032年年複合成長率18.5%，2032年上看237.8億美元；多光譜/高光譜成像正成為無人機標配之一。公司並引述美台DSET研究指出，台灣無人機市場規模將由2024年的約新台幣50億元，至2028年擴大至約300億元；配合政府推動中部成為智慧技術與無人機核心製造基地，利於在地供應鏈擴張。 　　展望後市，晶瑞光將以「光學濾光片＋AI高光譜感測模組」雙軌策略深化Edge AI、AI智慧農業、AI智慧監視系統、矽光子與無人機布局，並計畫與農科業者打造以高光譜數據為核心的農業大數據平台，形成從感測、數據到決策的閉環。公司並看好「技術升級＋應用擴散＋政策加持」三重驅動，自2025年下半年起營運動能將明顯加速，目標成為亞洲智慧光學解決方案的關鍵供應商。 【延伸閱讀】－　智慧科技應用於作物栽培管理，妥善管理作物產量、品質及水資源

家禽為曲狀桿菌的宿主(campylobacter)，該菌在散養或有機養殖雞舍中更為常見，且為人畜共通的傳染病，若肉品處理不當或未煮熟，容易引起腸胃道疾病，是細菌性腸胃炎最常見的致病菌之一，丹麥每年有超過5,000起相關病例。隨著消費者食安意識抬頭，丹麥致力於透過各項計畫減少食品中沙門氏菌和曲狀桿菌等細菌的含量，DTU國家食品研究所(DTU National Food Institute)研究人員探討了生物炭對雞隻體內曲狀桿菌族群量的影響，期望能減少家禽體內的曲狀桿菌。 　　有別於前人大多於實驗室進行試驗，本試驗在散養的雞舍中進行，研究人員於飼料及水源中添加生物炭(由有機廢料如木材燃燒後製成)，結果顯示生物炭能有效降低曲狀桿菌且不影響雞隻健康及生長，此外，添加有機酸亦有同樣的效果。在雞隻36天大(約屠宰週零一半)時體內曲狀桿菌減少76%，然而隨著雞隻生長至屠宰前3週，生物炭效果逐漸減弱，因此生物炭的確切添加時間仍待研究，相關文獻發表於Poultry Science期刊。未來研究人員將持續探討生物炭對於腸道微生物相影響及減少曲狀桿菌的作用機制，期望此方法能推廣至傳統家禽產業或畜牧業。 【延伸閱讀】- 淨零碳排!日本產學研共同研究生物炭應用於大麥實驗農場