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趨勢快訊
探討檸檬酸生合成之表觀遺傳學以解開檸檬風味的秘密
2025/09/26
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
接骨木果汁對體重管理、代謝健康有益
2025/09/19
接骨木是一種小型深紫色漿果,生長在歐洲原產的接骨木樹上,常被用作藥用植物和補充劑來促進免疫功能,並且接骨木中含有高濃度花青素,具有多種健康益處,包括抗發炎、抗糖尿病及抗微生物作用等。然而,人們對它的潛在健康益處尚未充分了解,因此美國華盛頓州立大學的研究團隊在隨機對照臨床試驗中測試了接骨木對為18名過重成人代謝健康的影響,參與者將每日飲用接骨木果汁或與其顏色及味道相似的安慰劑,並保持標準化飲食,進行試驗。   研究結果顯示,飲用接骨木果汁的參與者,腸道中益菌顯著增加,包括芽孢桿菌和放線菌等,並且害菌顯著減少,除了微生物群的變化外,接骨木果汁還改善了代謝及增加脂質氧化的能力,使參與者的血糖平均降低了24%、胰島素濃度減少了9%,表示他們在攝取碳水化合物後處理糖分的能力顯著提高並且增強身體燃燒脂肪的能力。 【延伸閱讀】- 低升糖指數稻米被視為應對亞洲糖尿病危機的有力解決方案
科學家發現橄欖、葡萄、大蒜、迷迭香和番紅花具有促進心血管健康的功效
2025/09/17
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
研究顯示從釋迦葉中萃取的物質具有鎮痛和抗關節炎的潛力
2025/09/10
釋迦葉(Annona squamosa) 已在多個國家作為藥用植物,並被用於民間醫學中治療疼痛和關節炎。目前已觀察到其具有保護胃、抗菌、抗病毒和抗發炎等藥理特性,代表其可能成為主要鎮痛、抗發炎藥物的一種替代方案,這些藥物長期使用可能會導致成癮、潰瘍和心血管栓塞等副作用。   來自巴西的研究團隊以甲醇萃取釋迦葉所獲得之萃取物及棕櫚鹼餵飼小鼠,進行動物實驗,以驗證釋迦葉作為藥用植物之功效。   研究結果顯示,甲醇萃取物和棕櫚鹼(palmatine)具有鎮痛、抗過敏和抗發炎的特性,顯示棕櫚鹼可能是植物抗關節炎特性的成分之一,但目前這些機制尚不完全清楚。並且棕櫚鹼作用在其他製劑中的藥物動力學特性是否會被改變,目前還需要更多的研究來評估化合物的毒性以及達到臨床治療效果所需的劑量,因此在用於治療疾病前,還需要更深入的研究。【延伸閱讀】-甜菜鹼具減緩失智症進程的潛力
食用柑橘類水果有助於增加有益腸道微生物群並降低憂鬱症風險
2025/09/08
據統計,全球有超過2.8億人受到憂鬱症的影響。目前罹患憂鬱症的確切原因尚不清楚,並且許多治療方法效果有限,70%的憂鬱症患者對抗憂鬱藥物的初步治療無反應,或產生無法忍受的藥物副作用,但飲食作為預防和管理憂鬱症的方向,相當具有潛力。   美國哈佛大學(Harvard University)及麻省總醫院的研究團隊將基於長期的護理師健康研究II (NHS2)數據集,並結合DNA定序分析腸道微生物與罹患憂鬱症風險之間的關聯。研究結果顯示,每天食用一顆柑橘類水果可能使罹患憂鬱症的風險降低約20%,並且研究也發現普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)在未罹患憂鬱症的人群中較為豐富,並且與柑橘類食物的攝取量呈正相關,因此研究團隊推測這些細菌可能透過影響神經傳遞物質的代謝來改善情緒,進而降低罹患憂鬱症的風險。這項研究強調了飲食與心理健康之間的聯繫,並希望能鼓勵更多相關研究進一步探討柑橘類食物在預防憂鬱症中的潛力。 【延伸閱讀】- 降低心臟病等疾病風險:科學家發現吃草莓的新好處
CRISPR-Cas9 脫靶效應:挑戰和解決方案
2025/08/15
CRISPR-Cas9源自於細菌和古細菌的免疫系統中,當受到病毒感染時,細菌會轉錄出特定短重複序列的RNA以辨識具互補序列的病毒DNA,再引導酵素破壞病毒DNA,成功抵禦病毒入侵。科學家利用這套系統設計基因編輯技術,首先設計一段嚮導RNA(gRNA)以辨識目標序列,再結合DNA裂解酶-Cas9將DNA斷開,插入或刪除序列使基因改變,簡而言之,CRISPR-Cas9是由RNA及酵素製成的分子剪刀。儘管這項技術在醫學及農業上皆極具潛力,仍存在脫靶編輯(off-target editing)的風險,意指分子剪刀錯誤辨認序列導致非目標基因修飾,造成非預期的基因啟動或去活化如啟動癌症相關基因、細胞毒性、免疫反應、降低治療的潛力等疑慮。 為減少基因編輯的脫靶效應,科學家開發了多種策略包含脫靶檢測、sgRNA優化、Cas9核酸酶修飾等方法 以下簡介4種方法: 1.脫靶檢測:   基於演算法開發的電腦工具如CasOT、Cas-OFFinder等能夠預測由sgRNA導致的脫靶效應風險,同時開發多種定序方式如Digenome-seq、CIRCLE-seq、SITE-seq能夠辨認基因體中裂解的位點,Discover–seq甚至能                  在活體組織中偵測脫靶效應。 2.sgRNA優化:   針對嚮導RNA進行修飾,如設計短序列的gRNA、提升GC含量至40%-60%、添加2'-氧-甲基-3'-膦醯乙酸酯(2′-O-methyl-3′-phosphonoacetate)進行化學修飾等方式降低脫靶效應。 3.Cas9核酸酶異構體:   例如Cas9切口酶(Cas9 nickase)與一般的Cas9不同,僅會切除單股DNA,或者修飾Cas9中序列鄰近構形(protospacer adjacent motif, PAM),降低非標的位點辨認及結合,以降低脫靶風險。 4.改善遞送方式:   基因編輯的活性取決於編輯系統在細胞內的時間及表達程度,因此將CRISPR-Cas9送入細胞中的方式同樣影響脫靶效應,常見的方法如病毒傳導、核醣核蛋白電穿孔(ribonucleoprotein electroporation)、植體轉染等,其中以核醣核蛋白電穿孔脫靶效應機率最低。   隨著這些新興技術的開發與優化,CRISPR-Cas9 正朝向更安全與精準的方向發展,未來有望在治療疾病及改良作物等方面發揮更大的作用。 【延伸閱讀】- 利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度提高生物質產量
薑黃改善肌肉恢復的潛力探討
2025/08/04
薑黃屬於薑科植物,幾千年來一直被用作香料和天然食用色素。其莖部根據不同種類,可能產生黃色或紅色的物質,這也是亞洲傳統料理「咖哩」的主要成分之一,現已風靡全球。除了作為食材,薑黃及其活性成分薑黃素在亞洲傳統醫學中也占有重要地位。近幾十年來,許多研究致力於探索薑黃素的特性、對人體的影響,以及攝取薑黃可能帶來的健康益處等。西班牙加泰隆尼亞開放大學 (UOC) 的研究團隊發現薑黃及其相關產品有助於減少劇烈運動後的肌肉損傷與發炎,並改善肌肉骨骼系統的恢復狀況。   專家建議,每日攝取1~4克薑黃素,對於做高強度離心運動(eccentric exercise)的運動員來說,能夠促進肌肉恢復,並強調使用薑黃素的效果與劑量、時間和生物利用度等因素密切相關。儘管已有研究顯示薑黃素對運動員有潛在益處,但仍需要更多研究來確認其效果,特別是對女性運動員和特定人群的影響。 【延伸閱讀】- 薑黃、婀娜多作為天然食用色素和防腐劑製作菲律賓醃魚肉
胡蘿蔔機能成分有助於調節血糖及改善腸道菌群
2025/07/08
胡蘿蔔對第二型糖尿病的潛在益處     第二型糖尿病影響著全球數百萬人,丹麥及全球的患者數都在逐漸上升。自1996年以來僅在丹麥,病例數就增加了四倍以上,胡蘿蔔中含有的生物活性成分包括鐮葉芹醇(falcarinol)及法卡林二醇(falcarindiol)等,具有抗菌、抗發炎和細胞毒性的效果,因此南丹麥大學(SDU)的研究團探討胡蘿蔔是否能透過調節血糖來改善腸道菌群組成,減緩第二型糖尿病。   研究團隊使用被安排在高脂肪飲食下,將誘導罹患第二型糖尿病的小鼠分為兩組,一組餵食含10%凍乾胡蘿蔔粉,另一組則為不含胡蘿蔔的飲食。研究結果顯示,食用10%凍乾胡蘿蔔粉的老鼠腸道菌群更健康,且產生短鏈脂肪酸的細菌增多,這有助於能量代謝和血糖控制,因此食用胡蘿蔔可使腸道菌群朝向更健康及平衡的方向發展,並對罹患第二型糖尿病的小鼠有益。   胡蘿蔔含有增強細胞吸收糖分能力的生物活性化合物,有助於調節血糖,這些生物活性物質來自不飽和脂肪酸,也存在於胡蘿蔔科的其他蔬菜中,如香菜、芹菜及歐防風等。目前已有相似的研究指出,每日食用30至40克生的或輕微烹煮過的胡蘿蔔,就可能對大腸癌產生有益效果。未來,研究團隊將進行臨床試驗來驗證胡蘿蔔對人類罹患第二型糖尿病的效果。 【延伸閱讀】- 每日食用開心果可能是保護眼睛健康有效的飲食策略
每日食用開心果可能是保護眼睛健康有效的飲食策略
2025/05/26
葉黃素及玉米黃素是膳食中的類胡蘿蔔素,這類化合物主要存在於蔬菜和水果中,其中綠葉蔬菜為特別豐富的來源。這些化合物可以穿越血腦屏障,有助於減少氧化壓力、發炎,有助於減緩認知衰退,並累積在人的視網膜黃斑區域,這些累積的化合物被稱為黃斑色素。開心果是一種富含大量葉黃素和玉米黃素的堅果,其提供了健康的單不飽和及多不飽和脂肪,這使開心果成為葉黃素的高度生物可利用性來源。   美國塔夫茲大學及塔夫茲醫學中心(Tufts University and Tufts Medical Center)的研究人員發現,連續食用12週2盎司的開心果,可顯著提高健康之中老年人群的黃斑部色素密度;開心果提供的健康脂肪可能使來自開心果的葉黃素更容易被人體吸收,讓參與者每日的葉黃素攝入量翻倍,顯著提升其血漿葉黃素濃度。   開心果不僅是一個健康的食物,特別是在老化過程中,可能對眼睛及大腦健康提供長期的益處;較高的葉黃素濃度與更好的認知表現相關,包括記憶力及處理速度等,使開心果成為有助於支持整體健康老化飲食的寶貴食品。 【延伸閱讀】-將羽衣甘藍廢棄物轉化為保養護理產品
台中農改場攜手榮總 園藝療育助思覺失調患者重返職場
2025/05/08
為促進園藝療育產業發展,農業部台中區農業改良場積極推動相關技術創新,涵蓋療育活動方案設計、在地化園藝療育工具開發及療育花園套組建立,並廣泛應用於中部農村社區在地健康老化與亞健康高齡者之綠色照顧需求,又與醫療機構合作,探究園藝療育復建之學理證據,展現農醫跨域合作的嶄新成果。 針對高齡化與思覺失調症設計多元療育方案   台中農改場指出,我國已邁入超高齡社會,65歲以上人口占比達20%,另思覺失調症為常見的重大精神疾病之一,因此研發園藝療育提升長者身心健康,強化思覺失調症患者手部精細動作與肢體協調,設計62項融入在地特色與民情的園藝療育活動方案。另由於國內園藝活動工具尚在發展,為降低高齡者參與園藝活動操作的難度,並提升操作安全性與互動趣味,開發3類共10款園藝療育工具,包括園藝工具類之方便好握工具、友善園藝裝置類之木作植栽台與操作桌等,以及感官趣味器具類之感官萬花筒。   此外,依在地性、多年生、易開花及強健耐候等條件,篩選出具強化視、聽、嗅、味及觸等五種感官體驗植物及療育花園套組,具多年生、易照顧及低維護成本特性,適用於社區、醫療機構等場域。 實證研究顯示園藝療育對思覺失調症的顯著效益     台中榮總精神部主任侯伯勳表示,為實證園藝療育效益與開創農醫合作新價值,台中場與台中榮總攜手合作,針對思覺失調症患者,設計百坪療育花園與為期12周的團體療育活動方案,結果顯示24位參與者在臨床症狀、角色功能、自我照顧能力及精細動作等均有顯著進步,其中更有2名患者順利重返職場,佔比達8.33%台中農改場表示,多年來累積園藝療育方案、工具及療育花園套組,已陸續公開在農業部「園藝療育主題館」供民眾學習與應用。未來將擴大應用於農村健康與亞健康族群、深化與醫院合作,驗證與拓展適用對象及發展具療效的綠色處方箋,多元促進國內園藝療育產業的永續發展。【延伸閱讀】-「園藝治療」是農業也是高齡照顧綠健康產業
研究顯示樹葡萄果皮可以改善麵包的營養特性
2025/03/19
研究指出,麵包的高碳水化合物可能導致高血糖發生。由於麵包是常見的食品,越來越多的麵包師傅正在尋找增加營養價值的配方,並應用在有利於較低血糖反應的麵包上。樹葡萄(jabuticaba,又稱嘉寶果)果皮為農業廢棄物,其紫色的果皮具有花青素等多種酚類化合物及纖維,有助於控制血糖和膽固醇並且降低胰島素阻抗,增加 GLP-1產生。因此,巴西聖保羅州坎皮納斯州立大學(UNICAMP)的研究人員將具有營養保健潛力之樹葡萄果皮粉添加至麵包中進行研究。   研究人員發現,添加樹葡萄果皮粉後,麵包的纖維含量提高了50%以上,抗氧化能力則是會依據添加果皮粉的比例而提高,增加了營養物質的生物利用度及延長保存期限並強化最終產品的營養成分。研究發現與食用傳統麵包相比,食用添加樹葡萄果皮粉的麵包後血糖峰值較低、維持時間較長,且有較長時間的飽足感;且在抗氧化能力測試部分,食用含果皮粉的麵包後自由基的中和作用顯著提高,並且能持續更長時間,而食物的抗氧化能力對於對抗代謝紊亂、心血管疾病、癌症的發展以及衰老都有幫助,顯示樹葡萄在保健應用有相當大的潛力;後續研究人員將以動物模型進行體內試驗,進一步探討這些化合物是否以及如何對抗憂鬱症並預防結直腸癌。【延伸閱讀】-美國科學家為釀酒後的夏多內葡萄果渣尋找新生命
對二甲基磺醯丙酸酯生合成進一步的了解,有助於提升植物逆境耐受性
2025/01/14
二甲基磺醯丙酸酯(dimethylsulfoniopropionate, DMSP)是一種有機硫化合物,存在於海洋浮游植物、海藻及部分陸生和水生植物中,作用為滲透劑協助生物調節滲透壓。英國東英吉利大學(University of East Anglia)研究團隊藉由了解DMSP在植物的生合成機制,並應用至番茄以提升作物的耐鹽性。 研究人員由一種生長於英國沿海鹽沼中的耐鹽植物Cordgrass著手,雖然少部分作物也能夠生合成DMSP,但含量遠低於Cordgrass,了解其機制可使其他植物釋放更大的潛力。為了找到答案,研究人員將兩種Cordgrass及其他植物基因序列進行比對,追蹤與DMSP相關酵素活性並回溯找到其生合成相關基因,最終找到3個基因methionine S-methyltransferase (MMT)、S-methylmethionine decarboxylase (SDC) 及DMSP-amine oxidase (DOX)。   接著,選擇一種菸草近親植物benthi,表現3個生合成相關基因,結果顯示植物中DMSP含量明顯提升且耐鹽及耐乾旱能力提升。此外,研究人員將DMSP化合物直接施用於土壤中,結果顯示在高鹽逆境下,番茄可以藉由根部吸收DMSP,施用後含量較未施用高4-6倍,且生物量也較高,表示外施方式也能有效增進作物的耐鹽性。 研究人員表示,藉由了解植物如何承受逆境的機制,期望未來透過生物工程技術應用在大宗作物如小麥上,提高其耐鹽及耐旱性,達到糧食生產的永續性。【延伸閱讀】-可以在海洋表面種植的耐鹽水稻
發現一抗蟲相關類固醇之生合成關鍵蛋白,有望增進蟲害防治
2025/01/13
番茄、馬鈴薯、茄子等茄科作物中富含茄鹼,具有毒性且是植物抵禦病蟲害的重要分子,由前驅物固醇類生合而成。以龍葵(Solanum nigrum)為例,其葉片中含量較多的固醇類代謝物為皂素(saponins,又稱皂苷) uttroside B、果實中則是富含類固醇醣基生物鹼(steroidal glycoalkaloids, SGA)如α-solasonine,而酵素GAME6、GAME8、GAME11在生合成中扮演重要的角色。儘管茄鹼生合成路徑及其相關的基因已被大致了解,然而目前尚無法在其他植物中合成相關產物。   起初,馬克斯普朗克研究所(Max Planck Institute)研究團隊發現溫室中一株剔除(knockout) GAME15基因的龍葵蟲害較為嚴重,因此研究人員將野生種(wild-type)及GAME15 knockout植株葉片餵食葉蟬及馬鈴薯甲蟲,結果顯示無法生成類固醇皂甘的變異株被啃食嚴重,而甲蟲即便飢餓也完全不啃食對照組。研究機制發現GAME15與酵素GAME6、GAME8、GAME11有交互作用,且負責膽固醇羥基化,為SGA和類固醇皂甘合成的第一步,最終確認其為生合成路徑之關鍵酵素,相關文獻發表於Science期刊。   研究人員表示,此關鍵酵素也可以應用在醫學上,固醇類的衍生物經常做為藥用,如皂苷對肝癌有療效、醣基生物鹼則對抗癌、抗菌及抗發炎皆有效果,了解生合成路徑及關鍵酵素將有助於高效且大規模的生產藥物。 此項研究結果不但為抗蟲相關的生物工程提供新思路,也為類固醇衍生化合物對抗癌及其他疾病開啟新的契機。 【延伸閱讀】-【減量】運用化學酶促法從農業廢物中提取生物燃料及生物塑料的前驅物-4-羥基戊酸(4HV)
利用咖啡因加入於餌劑中,有效誘導螞蟻快速找到餌劑
2024/07/20
阿根廷蟻是一種具有全球生態與經濟威脅的入侵物種,傳統的毒餌控制方式經常因餌料吸收不良而防治失敗。而目前透過研究發現,在餌劑中添加咖啡因,咖啡因能顯著提高阿根廷蟻對含糖誘餌的效果,此一發現為害蟲防治工作提供了嶄新的思路,促使螞蟻可以以更快、更準確的方式找到餌劑,提升餌劑有效性。        德國雷根斯堡大學(University of Regensburg)的研究人員觀察到,適量的咖啡因可增強螞蟻的學習與導航能力,使螞蟻可更易找到餌劑位置並藉此引導巢穴同伴回來,如此一來,螞蟻群體內部的毒餌傳播速度加快,有助於更有效地控制阿根廷蟻繁殖與擴散。        研究過程中,研究團隊研究了142隻螞蟻,並使用壓克力箱進行實驗,內部以A4紙和樂高橋建構了一個特殊的測試環境,在其中放置了不同濃度咖啡因的糖液,透過自動追蹤系統監測螞蟻的活動,觀察牠們移動的速度及行走路徑的軌跡。每隻螞蟻進行四次測試,而後經由結果得知,螞蟻在暴露低及中等劑量咖啡因環境下,覓食效率顯著提高,每次訪問餌劑的時間分別減少了28%及38%,但是在高等劑量下卻沒有相同效果。        另外,透過研究得知,咖啡因可提高螞蟻的導航精準度而非速度,以此縮短覓食時間。螞蟻的步伐並不會因任何劑量咖啡因而有所改變,但攝取了低劑量及中劑量的螞蟻會走更直的路徑,表示螞蟻更專注且更易記住目標位置。儘管咖啡因對於螞蟻返回巢穴的效率沒有顯著影響,但牠們的路徑變得較不曲折,以此表明咖啡因改善了牠們的空間記憶和方向感。        經由此研究了解咖啡因在害蟲防治中具有潛在的應用價值,透過改變螞蟻的行為,提高餌劑的吸收,能有效控制入侵的阿根廷蟻群。未來的研究將進一步探討咖啡因與餌劑之間的相互作用,並在實地測試中進行驗證。【延伸閱讀】- 生物防治技術至關重要的下一步:天敵昆蟲智慧化量產
環保突破:由植物纖維素製成的新型聚合物
2024/06/07
日本北海道大學研究人員在利用植物纖維素製造可回收且穩定的塑膠材料方面取得重要突破,為減少環境中的塑膠污染提供了永續的替代方案。纖維素是植物生物量中最豐富的成分之一,由多個糖基以化學鍵連接而成,是一種長鏈多醣聚合物,可以從植物廢棄物中獲得,如稻草和鋸屑,因此將其做為聚合物的生產原料並不會影響糧食生產的農業用地。   該研究團隊利用兩種市面可獲得的小分子,分別是從纖維素中提取的左旋葡萄糖酮(levoglucosenone, LGO)和二氫左旋葡萄糖酮(dihydrolevoglucosenone, Cyrene),開發將LGO和Cyrene轉化為各種不同人工多醣聚合物的新穎化學製程,透過控制聚合反應,他們獲得足夠穩定但仍能在特定化學條件下被分解和回收的多醣材料,這些新型聚合物具有高透明度,對聚合物的可能應用領域而言是相當重要的特性。由於材料相當堅硬,較不適合用於柔性塑膠製品,如塑膠袋,而更適合用於光學、電子和生物醫學應用的高性能材料。   北海道大學研究團隊計劃進一步探索這一領域的可能性,希望開發出各種有用的人工多醣聚合物,以實現從生物質到高效回收的永續循環,他們計劃與化學、人工智慧和自動化合成領域的專家合作,以進行更深度的探索。這項研究為利用植物製造可替代塑膠的聚合物領域增添了新的機會,也為環保和永續發展做出了重要貢獻。【延伸閱讀】- 新的生物轉化技術讓植物纖維素搖身一變為高價值化學產品
科學家開發快速的基因篩選平台以增強農作物的抗病能力
2024/06/06
植物病原菌降低了農業生產力,而對全球糧食安全構成威脅。銹菌導致全球作物損失高達10億美元,嚴重感染小麥、大麥、燕麥和玉米等主要糧食作物。為了減輕農作物病害,將抗性基因(R基因)引入作物品種中進行育種是最有效的方法,這些R基因能識別病原菌產生的Avr基因。當植物免疫系統偵測到Avr基因時,會啟動防禦反應,包括局部細胞死亡等機制,限制病原菌的傳播。然而,病原菌也會變異Avr基因來逃避辨識。因此,開發高通量的基因篩選方法對於減輕氣候變遷下的作物病害至關重要。        澳大利亞聯邦科學與產業研究組織(CSIRO)研發新型的基因篩選平台,可快速識別植株病原菌的R–Avr基因交互作用。為驗證平台的有效性,研究人員首先從小麥莖銹病病原菌中篩選出一個特殊的基因庫,被認為能與R基因進行交互作用,再進一步篩選後,成功分離出已知與新型的Avr基因,表示此平台不僅具有效性,更能夠準確地識別潛在的R-Avr基因交互作用,以快速監測病原菌的基因變異。【延伸閱讀】- 對抗小麥莖銹病的新發現        研究人員計畫擴展平台以識別更多未知的R–Avr基因,同時增加考慮到不同抗性種類的R基因以優化篩選方式,並廣泛應用於許多作物的病原菌。此外,鑑於成功於植物原生質體中進行基因庫篩選,未來規劃設計其他細胞的篩選方法,以識別調控其他重要生物特性的基因,以制定有效的植物病害防治策略。
可食用的藍綠藻來保護蜜蜂免受病毒侵害
2024/05/31
蜜蜂是重要的農業傳粉媒介,但全球數百萬的蜂群受病毒威脅,其中包括畸翅病毒(Deformed Wing Virus, DWV)。DWV與其他病毒一樣,大多透過蜂蟹蟎(Varroa mites)傳播,導致幾乎所以蜂群都有DWV,這些蟎蟲攜帶病毒並感染蜂群,導致蜜蜂畸形和死亡,尤其在蛹的時候,並且蜜蜂會同時受多種病毒感染。目前雖有治療蜜蜂疾病和寄生蟲的藥物,但仍無法減少蜂群中的病毒,這些蜂群的死亡不只影響養蜂業,更是對農業和全球糧食供應構成重大威脅。【延伸閱讀】- 餵食菌絲體萃取物可減少蜜蜂體內的病毒量   美國農業部(USDA)農業研究局(ARS)的研究人員研發了一種可食用抗病毒療法,將藍綠藻加入蜜蜂的食物中,可以增強免疫力抑制DWV的感染,並提高蜜蜂的存活率。藍綠藻是相當出色的蜜蜂食品添加物來源,過去研究人員曾研究過藍綠藻可作為蜜蜂的潛在食物來源,因為其具有類似於花粉的營養成分,並可以發展到商業養蜂的水準,同時藍綠藻透過光合作用生長,吸收大氣中的二氧化碳,形成友善的生態系統。   這項技術代表了一種潛在的新型蜜蜂治療方法,具有高度的永續性和發展性,此種方法可以將藻類直接添加到飼料中,無需額外加工,讓養蜂人能夠很容易管理與操作。研究人員也計劃將來對其進行改造,可以用來防治其他蜜蜂病毒和病原體。【延伸閱讀】- 臺灣養蜂業的問題與林地養蜂的建議
基於RNA或DNA的新分子可保護植物免受病毒侵害
2024/05/08
病毒感染植物時,會利用植物細胞進行大量的自我複製,參與過程的關鍵產物是病毒RNA分子,用於製造蛋白質的分子。多年來,德國哈雷-維滕貝格馬丁路德大學(Martin Luther University Halle-Wittenberg)研究團隊致力於研究如何破壞這個過程,並同時分解細胞內的病毒RNA分子的方法。該團隊過去曾嘗試使用小分子干擾核糖核酸(siRNA)來優化已知的植物RNA干擾過程,並成功開發一種方法,以識別病毒RNA分子中合適的結合位點。【延伸閱讀】- 科學家發現新的植物病毒防禦機制及對應之關鍵基因   該團隊的最新研究發現利用植物細胞中一種反義寡核苷酸(antisense oligonucleotides)的合成型短鏈DNA分子,可調控細胞酶辨識外來的RNA分子並進行降解。研究人員指出,該方法作用的關鍵在於需識別出病毒RNA分子中合適的目標結構,以便酶切割分子可附著作用,然而,多數潛在的病毒RNA分子結構複雜,且容易被其他細胞的組成分所遮蓋,而難以直接攻擊病毒。該研究結果顯示,運用優化的反義寡核苷酸活性物質,在模擬病毒感染實驗中證實,有高達90%的植物受到該物質所保護,免受模型病毒感染。   綜合過去研究顯示,過去所開發的方法也適用於反義寡核苷酸,且這些活性物質在植物中也具有類似的保護效果,儘管RNA干擾和反義(antisense)的作用方法類似,但兩者的活性酶複合物完全不同。該團隊已進行專利申請,未來將進一步優化方法。研究人員指出,反義寡核苷酸不僅準確,操作容易且成本較低,而類似的活性物質也在人體中已使用多年,且幾乎無副作用。【延伸閱讀】- 將植物病毒改造成益於作物生長的奈米級農業資材   另外,其他學者也正在開發類似方法,以應用於抵禦其他有害生物,如感染人類的病毒。

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