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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。
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改進預測模型將有助於市場及決策者對抗農糧損失之衝擊
2018/12/17
乾旱與缺水,將嚴重衝擊主要糧食作物生產,面臨氣候異常之際,除了糧食收穫量隨之變化外,對市場價格也產生不小的波動,嚴重危害農民生計。各國政府一旦面臨區域性或全球性糧食危機,將直接或間接導致糧食安全問題,為此勢必將面臨農業政策方面的調整。在擬定農業政策時,各國政府多半參考歷年各個農業區糧食生產情況,將歷年收穫數據、農民實際收穫經驗搭配市場機制,制定一套符合現況的農業政策。除此之外,運用模式模擬(model simulation)的方法,預測特定農作物於將來短期內或長期間的產量變化,並提供必要之災害預防建議,亦是各個政策擬定者決策參考的依據及手段。然而既有的模式模擬結果並無法解釋許多農業地區在年間產量的變化。一旦無法準確的預測年度間產量變化,勢必將影響市場糧食價格,農糧政策決策者對於糧食進出口的態度也會有所保留。美國芝加哥大學計算機科學系(Department of Computer Science, University of Chicago)與德國波茨坦氣候衝擊研究所(Potsdam Institute for Climate. Impact Research)的研究團隊藉由改良現有的模式模擬方法,使模擬的結果更貼近實際觀測值,反映出全球氣候變遷下,農作物產量的變化。   有別於以往純粹以各地氣候數據預估當地農產量的方法,研究團隊試著額外考量作物在不同地區的收穫次數、農民種植與收穫季節,尤其考量作物品種、生長季節等資訊進行校正。研究團隊發現,模型經校正後具有較好的解釋力(explanatory power),研究也同時發現,降雨量及灌溉設施是決定糧食是否盛產的關鍵。改良後的模型已證實能用於預測大部分國家的糧食生產,但仍有少數國家的實際產量無法經預測結果解釋,顯示氣候可能僅是影響糧食產量的關鍵因素之一,其他因素包含田間管理模式、施肥管理、輪作模式、國家社經條件等,皆為影響農糧產量多寡的可能原因。研究藉由改良模擬參數,使模型預測更接近實際收穫量,這使模擬預估結果更可信。未來研究仍需得到更多作物區的收穫資訊,以改進模型。【延伸閱讀】探討輪作如何幫助防治作物病蟲害的模型   該研究由萊布尼茲學會競爭型計畫(framework of the Leibniz Competition)及美國國家科學基金會健全氣候暨能源政策決策計畫(Robust Decision-making on Climate and Energy Policy)經費資助,相關科研成果已於今年11月發表在<Science Advances>。
資通訊科技於澳洲農業應用之現況
2018/12/11
新興資通訊科技(Information and communication technology, ICT)已在各行業中普遍運用,也有越來越多農民透過資通訊技術,輔佐糧食及作物生產,提生農產量與產值。有鑑於此,各國政府也逐步推廣將資通訊技術導入農業生產,評估其成效。澳洲農業與資源經濟暨科學局(Australian Bureau of Agricultural and Resource Economics, ABARE)於2016至2017年間,訪問含括穀物種植業、牛羊養殖業、乳製品行業及種植蔬果業在內,共2,200多位農夫,希望瞭解資通訊技術於農業方面應用在澳洲普及的程度,並藉以調查資通訊在推行過程中遇到的障礙。【延伸閱讀】Capacitivo智慧桌巾變身生活好幫手   澳洲農業與資源經濟暨科學局的研究歸納7項重大發現: 高達96%的澳洲農民擁有並使用資通訊設備;數據顯示約95%的農民會上網。 農民因從事生產活動、從事網路商業行為、獲取新知及居家用途等因素,使用資通訊科技。 大型農戶較同行中的小農更願意投資及使用資通訊設備。 對大多數的農民而言,資通訊相關設備占整體資本財的比例相對較小,然而其卻是推動生產及有效撐起整個產業的重要推手。 資通訊技術的應用種類,在不同行業之間有不同的應用類型,例如從事穀物種植及蔬果生產方面多使用全球定位系統輔助,而乳製品行業則多以個體識別系統及畜群管理系統應用為主。 目前資通訊科技推廣上的障礙包括產品使用技巧、網路順暢度、設備花費及新科技導入情況。這些限制因素最主要的原因與農戶大小及產業規模有關,舉例來說,產業規模較小的畜牧業者最常發生使用資通訊產品技巧不純熟的情況。 網路可獲得度及連線品質將對農民能否順利使用資通訊設備產生重大的影響,一旦農民處於網路死角的偏遠地區,將導致資通訊設備無法順利操作、整體產業無法營運的窘境。   這份由澳洲農業與資源經濟暨科學局發表的報告,展示新興資通訊技術在農業方面的應用,以及揭示其推廣障礙。臺灣這些年來持續推動包含資通訊技術在內的智慧農業計畫,目的是為了應用尖端科學技術,達到農產業升級,產值提升的目標。雖然臺灣農業與澳洲農業環境相比,人力結構或產業規模型態皆有所不同,但澳洲農業科技化的腳步與高達96%的普及程度,將是台灣農業智慧化參考的亮點之一。   詳細報告請參考網站連結。
族群遺傳研究結果顯示芬蘭大西洋鮭之尺寸正在逐年縮水中
2018/12/10
大西洋鮭(Salmo salar, Atlantic salmon)的營養價值高、肉質口感佳,因此深受廣大消費者喜愛,在魚市中具有高商業價值。市售的大西洋鮭多以人工繁殖方式大量養殖,其中著名的養殖國家有北歐挪威及南美智利等國,也是臺灣進口大西洋鮭的主要來源。大西洋鮭是卵生魚類,雌魚體積一般而言較雄魚大,可儲備產卵時所必須的能量。雌魚懷孕後會季節性洄游至河川上游產卵,孵化後的鮭魚長到適當的體長後,會隨河川順流至下游的海洋中,性成熟的鮭魚於交配後又會洄游至上游原生地產卵,完成其生活史。雖然現在多以人工繁殖的方式養殖大西洋鮭,但野生鮭魚多為生態系中的環境指標物種(indicator)及關鍵種(keystone species),在當地食物鏈中扮演重要的角色,長期監控鮭魚族群的動態,將有助於保育政策及漁業政策之擬訂。芬蘭赫爾辛基大學(University of Helsinki, Finland)、芬蘭自然資源研究院(Natural Resources Institute Finland)與芬蘭圖爾庫大學(University of Turku, Finland)的聯合研究團隊研究後發現,自1970年代調查以來近40年的時間裡,塔納河流域大西洋鮭的重量與體積正在逐年縮減中,這樣的現象也反映在該族群的基因中。   過去的追蹤發現,生活在塔納河流域的大西洋鮭,其性成熟年齡愈趨年輕化,早熟的鮭魚相較於晚熟的鮭魚而言,有著體長較短、體重較輕的特徵,且通常雄魚較雌魚早熟。進一步研究發現性成熟特徵與基因Vgll3的遺傳型式有關。研究人員於Vgll3的基因座(locus)上發現多個遺傳變異,研究團隊將這些遺傳變異分成兩種不同型式的等位基因(又稱對偶基因,allele),並證實其中一個等位基因型式可反映出早熟且體積小、另一個型式則反映出晚熟且體積大的兩種特徵。研究發現成魚尺寸與性成熟年齡隨著年代發生變化的現象,皆反映在其調控基因Vgll3上。研究顯示鮭魚形態特徵的改變並非僅是單純隨環境變化而發生表型可塑性(phenotypic plasticity),而是基因型改變造成遺傳變異,進而產生表型特徵的改變。遺傳特徵隨世代產生變異,這意味著演化正在發生,原有的特徵因生存環境發生變化,逐漸演化成為新的特徵,以適應新的環境變化。研究也發現,大西洋鮭魚族群在短時間內快速地產生遺傳變異,多呈現在雄魚的外表形態及遺傳上,這顯示天擇(natural selection)可能僅作用在特定性別的個體上,產生性別衝突(sexual conflict)的現象。【延伸閱讀】以eDNA追蹤瀕危魚種   這項由芬蘭聯合研究團隊發現的重要成果已於今年10月已發表在<Nature Ecology & Evolution>,相關研究或許能在演化學、族群監控、漁業永續等領域加以應用。研究團隊也希望能在未來找出改變族群遺傳結構的關鍵環境因子,並盡可能防止其影響擴大。
電子商務拓展農園藝產業之銷路
2018/12/07
近年來虛擬購物市場逐漸成為消費者採購的管道,藉由網際網路及電子商務(e-commerce)服務技術的普及,消費者在彈指間便可購得商品,各個產業皆無法忽視這塊消費市場,其中也包含農業相關產業。雖然網路力量無遠弗屆、現代物流快速便利,然而某些特殊商品仍需強化其在網路市場的曝光度,園藝產業的活體作物便是其中一個例子。   有鑑於網路拍賣與電子商務在農產品消費市場的重要性,美國堪薩斯州立大學通訊與農業教育學系(Department of Communications and Agricultural Education, Kansas State University)的研究團隊選定活體園藝作物的網路消費模式做為主題進行研究,研究團隊選定美國亞馬遜(Amazon)、eBay等著名電子商務公司進行探討。研究發現園藝產品在網路市場的接受度並非如一般商品一樣好,為此研究團隊將消費模式分成買方、賣方及販售平台等幾個主要層面進行探討。研究發現,對賣方而言,園藝從業者對於電子商務與販售平台的使用及熟稔度將是關鍵,研究認為解決這問題的方法是透過不斷的教育,教導從業人員如何使用網路拓展自身的商業通路。從消費者購物的觀點,消費者選購商品會考量包含退貨條件、消費評價、性價比、貨到時間、販售形式、實物照片及運費等因素,因此若能符合消費者的期待,必能吸引其目光。   最後研究以亞馬遜公司的網路線上零售商及自行架設的購物平台作為研究對象進行調查,研究共抽樣園藝相關產業包含種苗商、花匠、室內設計師等行業在內,調查共498家業者,探討業者在網路販售農園藝商品的情況。研究發現僅4家業者在全美最大的網購平台亞馬遜販售活體園藝植物,44家業者則透過自行架設的網路平台進行銷售,然而大部分的業者並未透過網路平台販賣活體園藝植物,這顯示透過網路管道販售活體園藝作物的產業尚未普及,該產業仍有成長的空間。研究也發現由於亞馬遜的平台諸多的限制,使得活體園藝作物的販售有其窒礙難行之處,也因此業績成長僅侷限在都會地區。研究認為活體園藝作物在網路平台的販售仍屬起步階段,建議未來仍需加強輔導業者,並積極推展電子商務,找出使其獲利的策略。【延伸閱讀】減少乳牛抗生素使用的新工具   農業電商發展在臺灣依舊是相對新穎的行業,電子商務在臺灣現有的農產品市場中仍有其侷限,本篇研究可望為臺灣現有的農業電商市場,提供新的一盞明燈。相關研究成果刊登在<HortTechnology>。
新型技術以3D虛擬模型建構禾本科花朵結構
2018/12/06
花卉與其他植物結構擁有豐富且複雜的訊息,也能用於回應分類學、演化學及生態學上的多種問題。隨著資訊科學在生物學研究上逐漸扮演重要角色,將這些生物資訊轉化為易處理的數據資料並進行分析,具有絕佳的應用潛力。植物外觀的三維(3D, three‐dimensional)模型創建是作為研究中廣泛應用的工具,通常需要擷取所需結構的二維圖像,再於電腦中重建需擬3D模型。而高解析度X光電腦斷層掃描(High Resolution X-ray Computed Tomography)現已被用於建構植物結構的虛擬3D模型,甚至是化石植物。   禾本科植物因多以風力授粉,花朵結構較小且為複合花序,通常不易直接辨認,也難以外觀差別區別分類學上的多樣性;然而這些難以捉摸的花朵結構具有極大的經濟意義,成功授粉後會產生如稻米、小麥及玉米等穀物,有效了解種子結構與受精條件對於農業發展價值極高。   由美國愛荷華州立大學Phillip Klahs與團隊於<Applications in Plant Sciences>期刊上發表新技術研究,利用高品質3D數位化模型描繪植物構造,建置3種禾本科 (Poaceae)的花卉模組。此項技術包含光學顯微鏡拍攝植物薄層切片及利用電腦輔助設計(computer-assisted design, CAD)軟體,將2D影像轉換置3D模型重現並可在3D模組動畫中觀看;除了更加符合成本效益,同時能產生可用於精密顯微鏡技術之常規解剖切片。此外,以連續影像片段搭配標準光學顯微鏡能更精確地創建植物內部虛擬結構。【延伸閱讀】利用智慧型手機管控生產成本   最近幾十年來,生物資訊革命已橫掃植物學門領域,也顯示數位化方式帶來的成本效益與精準化。此項技術不僅促進植物生態學走進數位時代,也為世界科學與教育人員提供便宜又方便的方法。
保護區之劃設有助於減緩生物面臨氣候變遷之衝擊
2018/12/05
在全球暖化的影響下,物種隨著氣溫逐年暖化,產生分布上的變化,原生物棲地由低海拔及低緯度地區逐漸轉移至高海拔及高緯度地區。除氣溫造成棲地分布變化外,人為活動干擾下,造成的棲地破碎化(habitat fragmentation),將破壞原有族群的分布;嚴重開墾下將永久造成棲地喪失(habitat loss),物種將因此面臨滅絕的風險。為保護遺傳多樣性、物種多樣性及生態性多樣性在內的生物多樣性,各國政府陸續設立各式國家公園或自然保留區,以臺灣為例,我國依主管機關轄下區域及用途,依不同法源設立6種自然生態保護區,包括國家公園、國家自然公園、自然保留區、野生動物保護區、野生動物重要棲息環境及自然保護區,藉以減緩人為活動對保護區物種造成之衝擊。    自然保護區的劃設,除減少人為直接影響外,赫爾辛基大學芬蘭自然史博物館(Finnish Museum of Natural History, University of Helsinki)的研究團隊經過長期觀察下,發現當全球面臨氣候變遷的衝擊時,自然保護區的劃設對於保護區境內鳥類物種多樣性帶來正面的影響,達到物種保育之目的。研究團隊自1970年代起至近年,統計保護區內及保護區外的鳥類物種豐富度(species abundance,即同種鳥類之個體數),並將鳥類分成北方種與南方物種兩群進行長年觀察。研究結果發現,北方物種在全球暖化的衝擊下,保護區內的物種豐富度在幾年後,仍舊高於保護區外,且北方物種的分布南界與1970年代相同,並無明顯受全球暖化的影響;而對南方物種而言,北方保護區提供部分原本棲息在保護區外的南方物種北遷的機會,成為南方物種目前的新棲地。這項以鳥類為研究對象的結果顯示,保護區得以維持南北兩群物種的豐富度,北方物種不受人類活動及氣候變遷之衝擊,南方物種也得以在緯度較高的保護區內拓殖新棲地。【延伸閱讀】海洋暖化將影響美加地區捕撈漁業   臺灣是生物多樣性高且擁有許多特有種的地區,許多野生動物棲息在農委會林務局掌管的自然保護區中或內政部營建署轄下的國家公園內,主管機關如何對區內有效經營管理,將是維持臺灣生物多樣性、自然環境永續經營的重要關鍵。該研究的發現,能做為將來保護區劃設或重劃的參考依據之一。   該研究由赫爾辛基大學芬蘭自然史博物館、芬蘭自然及獵物管理信託(Nature and Game Management Trust Finland)與芬蘭國家公園森林管理局(Metsähallitus, National Parks Finland)共同合作,相關研究成果發表於著名的生態學期刊<Global Change Biology>。
植物激素於太空農業的未來應用
2018/12/04
由於世界人口增加、耕地面積減少、氣候變遷加劇與自然資源有限等原因,向外太空發展農業似乎是一種可行的想法;然而,植物已在地球上經過長期演化,早已適應地球的特殊環境。太空中的重力特性和土壤營養皆與地球上有所不同,欲發展農業則需透過科技技術尋求解決之道。   菌根是一種真菌與植物互利共生的構造,真菌的菌絲比植物的根更細,可幫助植物吸收水分與礦物質,而植物則可供給真菌所需的醣類和脂質,在營養缺乏的環境中,這樣的構造更能幫助植株生長與促進健康。獨腳金內酯(strigolactone, SL)是一種常見的植物激素,在調節植物根與芽之萌發與刺激菌根中菌絲生長具有重要角色。瑞士蘇黎世大學(Universität Zürich)則利用此一特性,測試真菌Rhizophagus irregularis在模擬微重力環境下,於茄科模式植物—矮牽牛(Petunia hybrid)產生的菌根化現象。   由於真菌體內具有重力感受器,因此微重力條件對菌絲發育具有負面影響。而SL生合成和運輸會受到營養缺乏的條件誘導,而植物中的PDR1基因能夠改變的SL運輸效率。透過模擬得知,在微重力環境下,PDR1基因過度表現的矮牽牛仍然可生成較多的菌根。顯示藉由調控基因表現而誘導植物激素產生,並進一步引導菌根生成,或許有利於茄科植物在太空站或其他星球上生長;未來進行植物太空研究時,或可選擇生成較多SL的植物培養與耕作。【延伸閱讀】農桿菌之應用協助人們了解植物繁衍背後之遺傳機制    相關研究發表於< Nature Microgravity >
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。
「e-連結」先導型計畫啟動美國農村高速寬頻建設
2018/11/28
美國農業部(United States Department of Agriculture, USDA)於11月13日在華府發表e-連結(e-Connectivity)先導型計畫,預計未來在美國農村投入大量基礎通訊建設,建立農村與都市之間的數位網絡。由於寬頻網路是現代人獲取資訊重要的推手,2018年美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission, FCC)針對農村地區使用網路情況的調查發現,現今仍舊有80%的大眾無法擁有可靠、可負擔及方便快速的網路。為此,美國農業部積極在全國各地農村投入寬頻基礎建設,盼能替傳統農村注入新科技的意象,藉此增加區域經濟及提高經濟發展的可能性。   美國參議院在2017年通過農業及農村發展的相關法案,成立農業及繁榮農村跨部會專案辦公室(Interagency Task Force on Agriculture and Rural Prosperity),盼能透過整合聯邦與各州政府之意見及資源,擬定包含建設e-連結(e-Connectivity)、改善生活品質(Improving Quality of Life)、提升農村勞動力(Supporting a Rural Workforce)、注入科技新意象(Harnessing Technological Innovation)及建設經濟發展(Economic Development)等措施,藉由透過新政策的規劃,提高農村的經濟發展與增加與都市的連結。   目前美國農業部透過電信計畫(Telecommunications Programs)提供19個專案計畫,共在美國12個州的農村地區投入9,100萬美金,提供許多經濟發展及建設的機會。這些基礎建設包含光纖寬頻系統的架設、升級現有DSL技術、升級無線通訊系統等。美國農業部希望藉農村寬頻基礎建設的設置,帶動現在及未來的區域經濟、促進商業發展、串聯農村地區的公共設施。   e-連結先導型計畫僅是美國川普當局繁榮農村的第一步,在建構互通有無的資訊網絡後,便可實現: 改善生活品質計畫、 提升農村勞動力計畫、 注入科技新意象計畫及 經濟發展建設計畫,為未來美國農村的經濟發展,注入一劑強心針。【延伸閱讀】現有家禽相關創新技術盤點   無獨有偶的是,我國近年來亦致力發展智慧科技農業,盼導入人工智慧/資通訊技術、農業生物科技及物流保鮮應用等元素,提升農產業各方發展。美國e-連結及延續計畫,或許可做為我國農業政策擬定及發展策略上重要參考依據。
可確保茶供應鏈透明度的新技術
2018/11/20
Teapasar是新加坡的是一個初創的線上茶葉市集,於2018年9月推出,其中運用創新思維模式的兩種服務工具-ProfilePrint和TasteMap,可透過科學方式敘述茶葉特性及客戶偏好,並提供最接近客戶需求的茶葉品項。   ProfilePrint利用氣體色譜法與質譜儀(Gas chromatography–mass spectrometry, GC/MS)創造了茶的代謝物指紋圖譜,可針對茶樣本的來源、風土、栽培品種、收穫日期和其他標識進行了分類,透過質譜儀與多變量統計分析方法,能在沒有標籤的情況下也能查出茶葉樣本的來源及合法性。目前也有利用以擴增片段長度多型性(Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP)或檢測p -coumaroysolglucosol-rhamnosylgalactoside以分析茶葉樣本的方法,但ProfilePrint可提供生物標記和基因譜分析以外,更加便宜的分析方式,簡化的氣相色譜儀售價僅為兩千美元。   TasteMap則通過線上用戶選取的八種口味偏好類別以區別消費者,包括甜味、豐富度和澀味等,再依喜好推估茶品項和顧客之間的最佳配對,並以人工智慧與機器學習技術,通過反複試驗改進預測性能。由於TasteMap仰賴於大量數據量培訓,因此茶認證的實驗室利用超過一百萬個數據訓練樣本,以增進模型的預測能力。目前Teapasar已開始使用來自350種茶樣品的400個數據進行模型測試,隨著供應商和客戶的數量逐漸增加,機器學習的效果會更加優異。【延伸閱讀】草本茶正在全球流行中   Teapasar的創建提供了一個可擴展的業務平台,其建立基礎為新加坡國立大學(National University of Singapore, NUS)所提供的化學代謝物圖譜指紋辨識方面的專業知識,與新加坡科技研究局(Agency for Science, Technology and Research, A*STAR) 提供的機器學習算法和數據培訓,雖然目前規模較小,但代表著茶葉科學、生物技術、供應鏈整合和透明度等跨域技術的結合,可能性無限。
利用感測器測量土壤裡的硝酸鹽含量
2018/11/19
荷蘭應用科學研究組織中心(The Netherlands Organization For Applied Scientific Research, TNO),開發能偵測土壤硝酸鹽含量並應用於監測氮礦化作用的感測器。氮對於植物生長發育與其體內蛋白質生產具有重要意義,ㄧ旦知道需要供給多少氮肥給土壤,農民就可以計算出最適合植物生長所需的肥料添加量。   目前TNO與瓦賀寧恩大學(Wageningen Universiteit)正執行ㄧ項名為DISAC(Data Intensive Smart Agrifood Chains)的計畫,此計畫與開發土壤硝酸鹽感測器相關,並與當地農業公司、科技公司及研究中心共同合作致力為精準農業研發新技術。   TNO所開發的感測器能頻繁偵測土壤中的硝酸鹽含量,提供最即時的數據。為了節省能源與數據儲存容量,研究人員每日進行量測並提供相關平均數值,藉由ㄧ系列的數據收集,能持續觀察土壤中氮礦化(nitrogen mineralization)的過程。迄今為止,所有結果皆為現場測試,未來將可於不同地點進行測量,並透過應用程式檢查數據結果。【延伸閱讀】英國土壤濕度感測器突破性進展,為智慧型灌溉鋪路   由於植物只能吸收銨態氮或硝酸態氮,因此植物生長與氮礦化程度具有相關性,藉由智慧化偵測系統提供土壤中氮含量指標,除了可協助農民了解土壤中的氮含量是否滿足植株所需,也可幫助觀察施肥後植物的利用狀況。   目前研究正於荷蘭的測試農場Dairy Campus- Vredepeel en KTC Zegveld進行測試。感測器安裝於距基座約15公分內的植株根系附近,而太陽能電源供應及相關設備則是安放於地面上。目標是利用模型與遠端偵測技術,了解預測和實際產量的差異性,以研究植物產量與其蛋白質含量,以及感測器如何實際應用於場域的方法。雖然目前仍尚未確定如何藉由此感測器優化現有的施肥機制,但這項研究有助於更瞭解植物的生長環境與氮礦化關係。
以eDNA追蹤瀕危魚種
2018/11/16
eDNA又稱為環境DNA (environmental DNA),是生物遺留在環境中的遺傳跡證之一。多數研究利用追蹤生物遺留在環境中的DNA,推估特定環境中生物多樣性(biodiversity)及豐富度(abundance),透過eDNA的採樣將能達到族群現況評估及未來保育的目的。   美國馬里蘭大學環境科學中心(University of Maryland Center for Environmental Science)與史密森環境研究中心(Smithsonian Environmental Research Center)共同研究以eDNA追蹤美國馬里蘭州乞沙比克灣(Chesapeake Bay)中鯡魚的數量。鯡魚是北美地區傳統捕撈魚種,也是當地生態系食物網中許多掠食者主要的食物來源,該物種的族群大小對當地生態系平衡扮演重要的角色,但由於1970年代以來過度捕撈及產卵地被破壞下,現已成為受威脅物種,如何保育該物種成了當地機構研究的重點之一。   研究團隊藉由檢測水域中目標鯡魚遺留在環境的粒線體遺傳片段,並以即時聚合酶鏈式反應(qPCR)將特定片段擴增,以擴增的數值結果量化族群大小及鑑識魚種,藉此能有效評估不同鯡魚族群的豐富度及棲地利用程度,達到監控的目的。與傳統架設漁網捕撈相較下,採集eDNA以分子生物學的方式將大量節省人力及物力資源,即可獲得目標物種的遺傳資訊,推估物種可能的有效族群量及產卵地。研究團隊調查橫跨12處支流,在馬里蘭州境內196個地點採集水樣,發現境內的灰西鯡分布在東岸流域,而西岸已開發流域多為藍背西鯡。【延伸閱讀】藉探索海洋DNA一窺海底環境的奧秘   該研究是自1960年以來,首次在乞沙比克灣流域大規模採樣eDNA進行鯡魚物種及族群方面的生態研究。該研究成果已發表在PLOS ONE期刊,研究結果將有助於當地鯡魚捕撈計畫的擬定及規劃相關保育策略。
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。
我國水產養殖轉型發展新契機
2018/11/09
我國水產養殖轉型發展新契機 國立臺灣海洋大學水產養殖系  周信佑教授 壹、國際漁業情勢與未來隱憂   全球變遷是暖化、氣候變遷、海洋酸化、人為活動等作用的合成效應,其對人類生活甚至生存的影響,是近年全球科學研究最重要課題之一;而海洋擁有豐富且廣大的生物資源,長期以來做為人類的「第二糧倉」,除了提供一般人日常食用,全球更有約十億人口仰賴海洋生物,作為主要或唯一的蛋白質來源。然而海洋資源也受到氣候變遷、過度捕撈和海域污染等因素,漁獲量逐年減少並可能已經降至極限值。再加上石化能源的日漸短缺,農地因過度開發而流失等等問題,聯合國跨政府氣候變化專家小組提出警告,在2080年之前可能將會有數百萬計的人面臨糧食短缺的困境。   水產養殖漁業已被公認為海洋資源枯竭後可取代捕撈漁業的重要趨勢產業,是本世紀發展最快的食品生產行業之一。根據聯合國糧食及農業組織 (Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO) 年報, 2012年水產養殖產量已達6,660萬頓,為人類提供近一半的食用魚品。由於野生魚類捕撈產量持平,同時全球新興中產階級需求大幅上升,預計到2030年,水產養殖產量將占全世界食用魚供應量達62%。中國海洋大學麥康森院士在國際高峰論壇上呼籲「一畝海水十畝田」,請各國重視海洋以及水產養殖的潛力,因為未來水產生物科技的開發與應用,將成為21世紀解決人類動物性蛋白需求的重要方法,永續的水產養殖產業將為全球糧食安全和經濟增長做出持久貢獻。 貳、國內特色   臺灣為海島型國家,位處熱帶與溫帶交接之亞熱帶地區,加上特有的地形、水深、海流與水溫等多樣化的生態環境,使得週邊海域具有豐富多樣的魚類資源。在產官學的努力下,成就了臺灣水產養殖產業長年的榮景,從早期的草蝦王國到現今的石斑王國,臺灣的養殖技術始終具有國際領先的地位,不僅在農業發展上扮演重要之角色,更對經濟發展有卓著貢獻。面對全球變遷的嚴苛挑戰,必須先建立糧食供應風險分擔及減輕的機制,實行的策略可由水資源安全、分子育種、養殖技術、疾病防治與發展農業新科技等方向著手。同時善用海洋生物技術,轉化逆境為動力,優化單位產量、改善臺灣土地資源利用效率,努力邁向永續新農業經營的目標。 參、科技發展方向建議 一、水資源安全   水是生物體的重要組成也是地球生物賴以生存的重要成分之一,其對於人類生存與經濟活動扮演舉足輕重的角色。淡水除了維持人類身體機能所需外,也是提升生活品質以及促進農業經濟發展的要素,因此水資源為所有國家之必需品,其對經濟發展的影響與重要性和石油不相上下。雖然水資源佔據地球表面71%,但無法直接被人類使用的海水占了97.5%,只有約2.5%是以淡水形式存在。而這2.5%的淡水,分別又有1.72%存在於冰川、冰帽及高山的雪中,約0.76%存在於地下水中,確實被人類所利用的水資源含量不高。然而隨著全球人口的增加,未來水資源匱乏的問題只會更加嚴重。以2015年聯合國世界水資源開發報告表示,預估至2030年全球用水需求量將超過總供應量40%,這表示將會有29億人 (約48個國家) 會處於 「水資源缺乏」 (Water-Scarce,年人均用水1000至1700 m3) 或「水資源緊張」 (Water-Stressed,年人均用水少於1000 m3) 的國家。   以臺灣而言,即便降雨非常豐沛,但降雨時間及空間上的分配極度不均,降雨時間多集中於5−10月,豐水期和枯水期能保存之水量差異極為懸殊;再則是降雨地點多集中於山區,河流因地形特性大多短淺,無法大量蓄積水源。而過去所興建之水庫,也因為淤積嚴重而導致蓄水量大減;再加上全球氣候變遷,在近十年內臺灣曾多次面臨到嚴重的缺水問題。實際上,臺灣已經名列為全球第 18 的缺水地區。   因此,不論是解決臺灣切身的問題,或是迎合世界產業趨勢,水資源相關議題,包括海水淡化技術中除鹽、多功能裝置等都是未來重要的研究方向。Chavez-Crooker等針對智利北邊、靠近全球最乾旱的阿塔卡馬沙漠的海水淡化廠技術做了完整的概述並探討對環境的影響。經濟部水利署及臺灣自來水公司已經規劃在台南興建臺灣本島的首座海淡廠,如何降低對當地環境與資源的影響,將是再創未來水資源經濟發展契機的重要考量。 二、分子技術輔助育種   位於北歐的挪威,為維持鮭魚養殖產業發展的基礎與榮景,該國政府從產業根本問題切入,積極投入海水養殖鮭魚的育種研究,尤其是大西洋鮭魚品種改良已將近有40年歷史,是家喻戶曉的成功例子,除大力支持多項基礎研究與產學合作外,亦有系統性產業應用與企業化推廣,促使該項產業成為挪威三大產業之一。   大西洋鮭魚品種改良是運用大規模的家系選拔,長期且有系統地進行遺傳育種改良,不僅可避免養殖過程中經濟性狀所產生的近親衰退現象,反而因多世代遺傳改良而提升養殖效益,經過5-6個世代的選拔改良,主要的重要經濟性狀已超過野生種大西洋鮭魚,養殖時程從改良前的4年減至2年以內,大幅降低一半的養殖成本,並將整套技術輸出至南美洲智利及其他國家使用,目前已應用於鯉魚、吳郭魚及白蝦等養殖品種的改良,著名例子包括:Genetically-Improved Carp (Krasnodar carp, Ropsha carp)、Genetically Improved Farmed Tilapia (GIFT)、GenoMar Supreme Tilapia™ (GST)、Shrimp Improvement Systems (SIS)等改良品種。不但為國家帶來大量的外匯收入,更創造許多的工作機會。   相較於過去著重在經驗傳承的臺灣水產養殖業,借鏡挪威的成功經驗,未來應該從科學研究的角度,建立適合我國養殖漁業的關鍵技術。實行的策略可由養殖技術、育種、疾病防治、藻類應用等方向著手。特別是結合傳統選拔育種方法與現代分子生物技術所開發之標記輔助選育 (marker-assisted selection, MAS)平台,將古典遺傳的選拔育種,透過科學與系統化的分子生物與選育管理雙重策略,來培育生長快速、抗病力佳、抗逆性強、飼料效率高,以及具體型、肉質、口感、風味、色彩、圖樣等各種優質品質的高經濟價值新穎性品種,實為提升水產養殖品質、產量以及效益之主要關鍵因素,是現階段學術研究與產業合作之重點發展方向,未來除達成較精準且有效率的科學選育外,亦會成為全球養殖產業追求永續革命性發展之必然趨勢。 三、無抗養殖   由於氣候變遷、過度捕撈和海洋汙染,漁業資源逐漸枯竭,轉而依賴水產養殖供應。聯合國糧食及農業組織 (FAO) 年報預估,2030年水產養殖魚類將占全世界食用魚的62%,成為全球糧食和經濟增長的支柱。氣候變遷不僅改變了養殖環境,更影響了水產生物的生理恆定,以致養殖生物對於病原體的抗病力下降,導致大規模疫病的爆發,成為水產養殖產業發展的重大瓶頸。   然而抗生素或化學藥劑的不當使用,不僅無法有效控制疾病,長期使用所引發的環境污染、細菌抗藥性和藥劑殘留等問題,更是水產養殖業發展的一大隱憂。因此結合免疫學、病毒學、分子生物學、水產養殖學、生物資訊等新知識、新技術,由基因調控及功能研究為起點,開發水產生物之無抗 (抗生素) 養殖新策略,也是未來的重要課題。近年來具產業潛力的研究方向包括:   1.免疫激活物 (immunostimulant):   泛指具提升動物先天性免疫反應的物質,包括:來自細菌的脂多醣 (lipopolysaccharide)、肽聚醣 (peptidoglycan)、凝結多醣 (curdlan);萃取自蕈、菌類的krestin、lentinan、schizophyllan、scleroglucan;酵母的葡聚醣 (β-glucan);海藻的昆布多醣 (laminarin)、藻酸鹽 (alginate)、鹿角菜膠 (carrageenan)、褐藻醣膠 (fucoidan)等。   2.益生菌種開發:   益生菌可用於改善、養殖環境、淨化水質與疾病控制,將數種不同菌種組成之複合益生菌可應用於水產養殖水質處理以及開發生物飼料,以此技術取代化學藥劑處理而符合養殖漁業永續經營的原則。   3.新型生技疫苗 (Novel vaccines from biotechnology):   疫苗是指可使生物體產生「特異性」免疫的生物製劑,透過預防接種使接受方獲得免疫力,因此是對抗各種傳染性疾病的有力武器。「預防勝於治療」,雖然水產疫苗的功效已獲得大眾認可,但在亞洲魚藥市場的發展,實際上困難重重;除了養殖業者的免疫預防觀念薄弱外,水產疫苗的生產成本與使用上的人力成本,也都影響著疫苗的推廣與產業應用。可喜的是,1970年以來遺傳工程、DNA重組等基因工程技術快速發展,透過現代分子生物技術突破傳統疫苗生產瓶頸,包括:取代生產成本高、產量低的活細胞病毒增殖系統;減毒病毒時有的突變問題等,所開發的新型生技疫苗 (DNA疫苗、次單位疫苗、多價混合疫苗及動物用疫苗佐劑等) 和口服傳遞系統,不僅價廉、效高又安全。相關的革命性研究將引領水產疫苗產業有突破性發展,進而達到水產養殖產業永續經營的目標。   4.其他創新對策:   人類多種病毒性疾病的藥物開發是利用阻斷病毒與寄主細胞受體的結合來達成防治目的,以魚類為例,mannose receptor (MR)、toll-like receptors (TLRs)、glucosaminyl 3-O-sulfotransferase-3 (3-OST-3) isoform和GHSC70等細胞膜上的分子已經被證實是某些特定細菌和病毒的受體分子。了解這些病原體的受體後,可以使用一些分子「卡住」病原體與受體的結合位置,當病原體失去細胞屏障後,就可能被生物的免疫作用消除。此外最近也有一些研究利用RNA干擾 (RNAi)、致弱衛星RNA等技術干擾病原體的基因運作來對抗疾病。   由於水產用藥的法規相當嚴謹,加上世人環保意識抬頭,近年來國際間已嚴格限制使用抗生素與化學藥劑,將來必須選擇安全和對的方法,才能真正發展無抗養殖的精緻農業。 四、智慧化管理   為實現水產養殖產業的永續經營,創新養殖科技應結合資訊與通信科技 (Information and Communication Technology,簡稱ICT) 以及物聯網科技,發展智能監控管理系統與精準化養殖生產技術,由現場系統化設施的建置、水質的管理維護、養殖動物疾病的預警及控制等目標著手,藉由提升水產養殖產業的生產力,為未來的產業升級奠定基礎。可發展的智能科技包括:綠能智慧型農漁業設施、智能循環水系統、感知器科技 (包括水流、水位、溫度調節、溶氧、pH、氨氮、亞硝酸鹽、自動投餌機、生物體長測量系統等)、物聯網與智慧雲端平台系統、遠距疾病診斷系統、生長表現分析系統與水產生物科技產品等,相關的網路監控系統不僅可以進行有效的健康管理,並可即時為養殖期間的各種問題提出解決方案。透過「生態、健康、循環、集約」的養殖型式,在提升產品質與量的同時,朝「環境友善」的方向努力,應用智慧化的新興科技提升臺灣水產養殖產業的生產力與國際競爭力,產業的永續發展便可水到渠成。 肆、瞻仰未來   臺灣在水產科技產業具有強大潛能與優勢,在新品種開發、種苗培育、繁殖與生產、養殖管理技術、飼料生產、漁產加工及行銷系統等策略,皆已發展完整之水產養殖產業技術,在國際市場上占重要一席之地。同時也從原本的養殖和捕撈者,轉變成為種苗生產、養殖管理、品種改良技術的供應者,並積極朝向基因轉殖水產生物產品功能與商業價值發展。臺灣水產養殖興盛,於養殖科技方面,一直維持高度的競爭優勢,但全球變遷對周邊海洋環境造成不同程度的影響,衝擊我國漁業,也威脅著水產養殖產業的後續發展。在邁入二十一世紀的未來,糧食供需、資源保育以及面對國際嚴峻的競爭與挑戰,都必須事先擬訂對策與應變措施,以保護國內相關產業、生態環境及人畜食品的安全。臺灣以海洋立國,未來的發展與海洋密切相關,為兼顧生產、生活及生態均衡的三生農業之發展,政府必須長期支持海洋科技的發展。強化海洋科技研究不僅能提升臺灣海洋相關研究的國際知名度、增加水產養殖產能、改良漁獲品質,提高產品的附加價值,增加經濟產值,最重要的是,透過維護海洋資源永續發展,才能真正邁向「海洋興國」的目標。
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。
智慧隨機模型可預測氣候變化下的土壤水分
2018/11/01
植物可通過土壤中的養分和水分維持生命,故預測土壤中水分動態變化對農業或水資源管理具有重要意義。然而,利用電腦模型預測土壤濕度是一項具有挑戰性的任務,需要考量土壤質地、植被、氣候(包含日照、風、溫度、降水等)、地形等資訊,且模型開發、應用和分析方法也至關重要。大多數常見的水文模型都是根據回溯性資料(retrospective dataset)進行校正,且不考量氣候變化,進而假設降雨與徑流的固定關係;這樣的模型應用時會加深估計土壤濕度變化的不確定性,並產生較大的誤差。   美國國家航空暨太空總署於數前年發射GPM(Global Precipitation Measurement)和SMAP(Soil Moisture Active Passive, SMAP)衛星,可幫助進行全球性的降水觀察,通過良好的模型預測,能夠幫助增進農業效率。而韓國慶北大學(Kyungpook National University)與美國德克薩斯州A&M大學(Texas A&M University)合作,通過結合隨機隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)與遺傳演算法(genetic algorithm, GA),提出了一種新型演算法,可幫助校正不同時空下的衛星數據與驗證其他水文科學研究。【延伸閱讀】農業先進大國荷蘭將邁向新的挑戰—應用宇宙衛星預測作物生產   GA屬於一種進化演算法,而HMM則幫助調整模型所需的輸入參數,使預測結果更加符合實際情形。此演算法在美國愛荷華州和伊利諾州進行測試,與過去文獻提出的SWAP(Soil-Water-Atmosphere-Plant)-GA方法相比,更提高預測的準確性。   此研究為隨機模型的首次應用,並開拓了使用衛星數據預測土壤水分動態變化的方法。雖在預測每日水分變化仍具有技術上的侷限性,但可進行較大空間與時間尺度的土壤溼度預測,並根據氣候變化進行調整,且只需使用現有氣象站的降水數據;不但簡化了參數輸入與模型結構,更縮小了預測的錯誤性。可協助氣候變遷影響下,未來的農業及水資源管理效率提升。
全世界底拖網捕魚足跡估算
2018/10/31
世界上大約四分之一的海產來自於底拖網捕撈(bottom trawling)而得,產量約為1900萬噸,底拖網是捕魚船上的大型捕撈工具,捕撈時沿著海床將不同種類、體型的漁獲一網打盡,雖然可以一次取得大量收穫,但也會一併帶走經濟價值低的小型生物,這些小型生物通常面臨丟棄或是死亡的命運,久而久之將不利於海洋生態。此外,底拖網的使用特性容易對底棲性生物及海底生態造成傷害,過去科學家們一致認為過度使用底拖網會影響海洋永續發展,但卻無法準確衡量影響範圍及危害程度。   絕大多數拖網捕撈發生在沿岸大陸棚和大陸斜坡的深度範圍中,但過往資料供的空間尺度較大,無法精細判斷拖網空間與足跡分布狀況。現今有一項跨國研究,使用高解析度衛星漁船監控系統(vessel monitoring system, VMS)與航海日誌計算底拖網足跡,針對非洲、歐洲、美洲及澳洲沿岸的24個區域進行數據分析,發現在780萬平方公里研究範圍的海洋區域中,底拖網捕撈範圍涵蓋了14%,但各地區的底拖網足跡存在極大差異。例如,智利南部僅有0.4%的海底遭受底拖網捕撈,而亞得里亞海則有80%以上。此外,在澳洲和紐西蘭海域以及北太平洋阿留申群島、東白令海和阿拉斯加灣海域,拖網佔地面積不到10%,但在部分歐洲海域超過50%。採用拖網的商業捕撈區域若達成公認的永續性捕撈標準,其拖網足跡通常較小。當底拖網捕撈面積低於10%時,底棲魚類捕撈率可達到永續性基準,但當面積超過20%時,維持永續性就有難度。   此研究中採用了捕撈船隊使用漁具的相關資訊,所提出的足跡估計值也比過往文獻描述更為準確。雖然部分地區(如東南亞)因缺乏詳細的捕撈數據而未被納入研究中,但此論文涵蓋了目前為止全球拖網捕撈狀況最詳盡的資訊,並提供了一種估算拖網捕撈足跡的方法,其中包含漁具尺寸、船速和拖網總時數等,進行較為合理的估計。【延伸閱讀】將作物空照圖轉為植物生長健康即時指標的應用程式   相關參與人員來自美國華盛頓大學(University of Washington)、羅德島大學(University of Rhode Island)、美國海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)阿拉斯加漁業科學中心、澳洲聯邦科學與工業研究組織(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO)、荷蘭瓦赫寧根海洋研究中心(Wageningen UR)、阿根廷巴塔哥尼亞中心(Centro Nacional Patagónico)、英國班戈大學(Bangor University)和海洋管理委員會(Marine Stewardship Council)、芬蘭自然資源研究所等,論文發表於< Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)>。
第一組薰衣草基因組定序發表
2018/10/30
薰衣草(Lavenders,為Lavandula屬,Lamiaceae科)為高經濟價值園藝植物,也是長期以來被廣泛運用的藥草,具有放鬆心情與輔助睡眠的效果,而精油(essential oils, EOs)也廣泛用於美妝、醫藥等產業。   為了更加了解植物精油的產生機制,加拿大的布洛克大學(Brock University)和英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)的研究學者對薰衣草進行基因組定序,並採用de novo draft genome assembly技術進行序列組裝,建立出第一個較為完整的薰衣草基因組草圖(draft genome),並找出精油產生的相關代謝途徑,藉由了解並控制這些基因表達的調控因子,就能生產人類所需成分的精油。   這些資訊可以幫助之後的人員開發各薰衣草品種的鑑定基因標記,或是研究如何利用基因和生物技術協助育種改良,減少薰衣草中的樟腦或提高芳樟醇及乙酸芳樟酯等成分,有利於提升薰衣草精油的市場價值。【延伸閱讀】藉由基因標記與分子育種技術,可加速耐鹽釀酒葡萄品系之開發時程   相關研究得到加拿大自然科學和工程研究委員會(Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)、加拿大研究主席計劃(Canada Research Chair Program)和卑詩省農業基金會(Investment Agriculture Foundation of B.C.)的資助,結果發表於<Planta>。

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