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基因科技發展
基因科技發展
2019/07/05
國內外基因體工程相關法規掃描與探討 食品工業發展研究所 朱文深主任 林奐妤研究員 農業科技研究院產業發展中心 洪子淵研究員 陳南宏副研究員   科學家於1973年首次成功發展重組DNA技術且應用廣泛,基因工程與基因定序技術的迅速發展,許多突破性的創新研發成果亦陸續孕育而出,尤其以基因編輯之CRISPR/Cas9技術為本世紀以來生物技術領域最重大的創新突破技術,各國紛紛開始討論透過基因編輯技術所生產之動植物是否屬於基因改造生物之規範與定義範疇,其中,美國以既有的規範體制管理基因體工程科技,歐盟則是另立專法管理。   以下將探討各國基因改造作物管理制度,深入剖析各國對基因編輯技術管理現況,最後更分析基因改造產品開發趨勢並探討產品個案,期望從法規管理面向深入淺出的了解國內外基因體工程產品之發展。 一、各國對基因改造作物之定義與管理方式   各國對基因工程研究與相關產品亦產生出不同的風險管理模式(表1),大致區分成兩種概念:以最終產品為基礎之管理模式(product-based regulation),以技術為基礎之管理模式(process-based regulation)。 表1. 各國對於基因改造定義之分類 基因改造之定義 國家 以產品為基礎 美國、阿根廷、加拿大、烏拉圭、菲律賓、墨西哥、哥倫比亞、蘇丹、宏都拉斯、哥斯大黎加、孟加拉、日本、韓國、俄羅斯 以技術為基礎 巴西、印度、中國大陸、巴基斯坦、南非、玻利維加、澳大利亞、西班牙、葡萄牙、捷克、斯洛伐克、羅馬尼亞、歐盟、英國、紐西蘭、臺灣 不確定 巴拉圭、緬甸、智利、越南   (一)最終產品為基礎之管理模式   美國認為無論是基因改造或非基因改造作物,兩者之間並無本質上的差別,監控管理之對象應是技術產品而非生物技術本身。美國並沒有為基因改造生物單獨制定法規,是在現有的法規基礎上增加了重組DNA技術的內容說明,同時在技術產品的查核管理上亦是採用「無罪推定」的策略,若不能提出充分的科學證據,證明基因改造產品是不安全的,就可假設此產品是安全的,沒有必要對相關研究與商業化採取過多的限制。   (二)技術為基礎之管理模式   歐盟對食品安全與環境問題非常重視,對農業基因改造生物之管理採取比較嚴格的方式,認為不論是何種基因或生物,只要是透過重組DNA技術所獲得的基因改造生物就具有潛在危險性,全都需要接受安全評估及監控管理,同時建立相對應之管理條例及指導文件,以及多個與生物技術有關之標準。歐盟這類型的管理模式也影響了部分基因改造產業的發展,所以同隸屬於歐盟的各個國家中,在管理或法律方面仍存有部分的分歧意見,尚有部分國家並非完全按照歐盟有關基因改造產品管理體系來運行與研擬制定相關規範。   我國管理態度傾向於採取較為折衷模式,由科技部在研究階段擬訂規範守則,管理實驗室基因改造生物的安全;基因改造動植物之田間試驗部分,則是由農業委員會進行把關及審核作業,針對風險安全評估試驗係在隔離環境中進行及審慎評估,以確保基因改造動植物對原生生物體及環境等方面是安全無虞的;食品上市販售與標示方面則是由衛生福利部進行管理與審核,由於國內尚未核可任何基因改造生物之種植或養殖,故目前均以進口原料之登記許可、抽查檢驗與標示管理等為主,進行產品在安全審核與抽查之把關作業,以避免標示不清或參雜不明含基因改造之原料流入市場,確保民眾在食品衛生安全方面之選擇權力。 二、各國對基因改造研發與安全評估規範   據國際農業生物技術應用服務組織(International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, ISAAA)統計,2017年全球有1.898億公頃的土地用於種植基因改造作物,總面積比1996年時增加超過111倍(圖1)。前五個種植基因改造作物最多的國家包含:美國7,500萬公頃,巴西5,020萬公頃,阿根廷2,360萬公頃,加拿大1,310萬公頃及印度1,140萬公頃。此五個國家種植面積佔全球基因改造作物種植區域的91%。 圖1. 1996~2017年間生物技術/基因改造生物的種植面積   統計全球2017年種植最多的四種基因改造作物,以大豆9,410萬公頃最多,玉米5,970萬公頃次之,另棉花2,410萬公頃及油菜1,020萬公頃則分居第三及第四名。儘管基因改造作物的爭議不斷,但基因改造作物具備多重效益及優勢,有多達30個國家及1,800萬農民受益,因此越來越多的基因改造食品在市面上市。為了保障民眾食的安全,各國對於所有基因改造食品上市前,均設有嚴格的安全評估及規範(表2)。 表2.  各國對生物技術(含基因改造)研發與安全評估規範 國家 管理機構/律法 規範制定 歐盟 歐洲食品安全局(EFSA) 歐盟制定嚴格的法律以管理基因改造生物,以及用基因改造生物製造的食品、飼料及添加物。依據「第1829/2003號規章」與「第1830/2003 號規章」規定,基因改造生物及用基因改造生物製造的食品或飼料須通過嚴格的環境及安全評估後,即可銷往歐盟。 美國 農業部(USDA)動植物衛生檢驗局(APHIS)、食品藥物管理局(FDA)、環境保護局(EPA) 美國於1986年發布「生物技術管理整合架構」(Coordinated Framework for Regulation of Biotechnology),由三個主要機構訂定相關規範管理基因改造生物。農業部動植物衛生檢驗局依據「植物保護法」管理基因改造植物的種植、進口或運輸。環境保護局依據「聯邦殺蟲劑、殺菌劑及滅鼠劑法」管理含有抗蟲基因之基因改造作物,在上市前尚須經核准。食品藥物管理局依據「聯邦食品、藥品和化妝品法」管理基因改造食品及標示。 臺灣 科技部(MOST)、農業委員會(COA)及衛生福利部食品藥物管理署(FDA) 未開放種植基因改造作物。進口的基因改造食品或飼料在上市前,須進行生物安全評估,並經主管機關查驗登記核發給許可證後,始准其製造、加工、調配、改裝、輸入或輸出。 中國 農業部 設立國家農業轉基因生物安全委員會,負責評估基因改造生物安全證書申請的相關法規。進口基因改造生物材料,均需向農業部申請並獲得轉基因生物安全證書。 日本 農林水產省(MAFF)、厚生勞動省(MHLW)、文部科學省(MEXT)、經濟產業省(METI)、環境省(MOE) 頒布「卡塔赫納法Cartagena Act」,規範基因改造活體使用的類型與限制。農林水產省規範設施內的作物與動物改良與動物疫苗開發;厚生勞動省規範基因治療的病毒與人用醫藥品;文部科學省規範研究單位的基因重組實驗;經濟產業省規範生產過程中的項目;環境省進行環境風險之影響評估,以確保不影響環境生物多樣性。 韓國 食品藥物安全部(MFDS) 基因改造食品則須依據「食品衛生法」進行安全評估與銷售標示要求,進而有效執行基因改造食品在食品、醫藥、農業等不同領域之使用,以及進行產品釋放到環境之安全評估等技術措施。 加拿大 環境部(EC)、衛生部(HC)、食品檢驗局(CHIA) 基因改造種子與飼料之生產及進口皆須經環境部核准後方可進行販售;基因改造食品或藥品受衛生部與食品檢驗局共同進行上市前評估與審核;基因改造作物與種子的開發與種植經由食品檢驗局監督,並在試驗前提供相關的作業訊息,以進行釋放到環境與人體之風險評估。 澳洲 基因技術管理辦公室(OGTR) 依據聯邦法案「基因技術法2000」、「基因技術條例 2001」管理基因技術與基因改造生物,以保護人體健康及環境安全。 巴西 生物安全技術委員會(CTNBio)、生物安全理事會(CNBS) 基因改造產品必須通過生物安全技術委員會審核,確認符合生物安全標準才可正式販售。 墨西哥 基因改造生物安全法(Biosecurity of Genetically Modified Organisms) 管理基因改造生物的發表、商業化與進出口。預防生物技術/基因改造對人類健康及環境、生物多樣性造成的風險。 南非 基因改造生物法(Genetically Modified Organisms Act) 執行基因改造生物之研究、生產及營銷等相關規定,與基因改造生物接觸之相關研究實驗設備與田間隔離設施。   我國基因改造科技管理模式從上游的科技研發、中游的田間試驗至下游的產品上市是由科技部、農業委員會、環境保護署、衛生福利部等部會依其權責加以管理(表3)。 表3. 我國基因改造科技管理規範 階段 主管機關 管理範圍 相關法規 基礎研發 科技部 研究計畫 1. 基因重組實驗守則 田間試驗 農業委員會 植物 1. 植物品種及種苗法 2. 基因轉殖植物田間試驗管理辦法 動物 1. 畜牧法 2. 基因轉殖種畜禽田間試驗及生物安全評估管理辦法 水產動植物 1. 漁業法 2. 基因轉殖水產動植物田間試驗管理規則 微生物製劑 1. 環境用藥管理法 2. 遺傳工程環境用藥微生物製劑開發試驗研究管理辦法 產品上市 衛生福利部-食品藥物管理署 食品 1. 食品安全衛生管理法 2. 基因改造食品安全性評估方法 標示 1. 食品安全衛生管理法 2. 包裝食品含基因改造食品原料標示應遵行事項 3. 食品添加物含基因改造食品原料標示應遵行事項 4. 散裝食品含基因改造食品原料標示應遵行事項 農業委員會 飼料 1. 飼料管理法 2. 基因改造飼料或飼料添加物許可查驗辦法 三、各國對基因編輯技術之規範及管理措施   近年來基因工程與基因定序技術的迅速發展,合成生物學(synthetic biology)及基因編輯(genome editing)遂為焦點討論議題。這些技術最早設定以較高產值的生醫領域為目標,期望透過DNA組成修正,用於治療先天代謝性或癌症疾病患者。隨著農業科技議題的顯現,以及新興植物育種技術的發展,基因編輯技術逐漸應用於農業領域中,各國亦開始討論透過基因編輯技術所生產之動植物,是否屬於基因改造生物之規範與定義範疇(表4)。 表4.  各國對基因編輯技術之規範及管理措施 國家 管理機構/律法 規範制定 美國 農業部(USDA)動植物衛生檢驗局(APHIS)、食品藥物管理局(FDA) 產品對植物不具危害性,對於雜草不具毒性,皆不受美國農業部管制,但需受到食品藥物管理局及環境保護局的管制。食品藥物管理局已完成公眾意見徵詢,但尚未公布如何管理。 阿根廷 農業生態安全諮詢委員會(Office for Biotechnology, CONABIA)、生物安全委員會(Argentinean Biosafety Commission) 界定新興植物育種技術產物是否為基因改造生物的諮詢流程。研發者須提供有關育種及篩選作物的過程、導入新特性的技術及方法、最終產物中存在的遺傳變化的證據,以及開發過程中可能短暫使用的轉殖基因等資訊。 加拿大 衛生部(HC)、食品檢驗局(CFIA) CRISPR/CAS9技術所衍生的基因編輯產物或其他新技術衍生之產物認定屬於新穎性的產物依照「新穎性食品法」管理。 歐盟 歐洲食品安全局(EFSA) 歐盟法院判決,基因編輯技術並沒有長久的安全使用紀錄,因此基因編輯技術產物屬於基因改造生物的管理範圍,須評估其對人類健康及對環境可能帶來的風險,亦須確認其可追溯性,且產品也須標示,並進行上市後監控。 紐澳 澳洲基因技術管理辦公室(OGTR) 目前正在修訂「基因技術條例」,將SDN-1基因編輯技術修飾的生物排除在基因改造生物監管之外。 日本 厚生勞動省(MHLW) 提出不含有外來DNA之基因編輯產品不被視為基因改造生物,若有外來嵌入基因之生物則視為基因改造生物。 中國 尚未制定相關管理規範 2016年制定的國家五年計畫中,新一代的基因編輯技術也被列為發展重點。 四、基因體工程技術管理發展進程及未來展望   自1973年科學家首次成功發展重組DNA技術後,各國政府對於基因工程的重視程度日益提升。1976年美國國家衛生研究院(National Institute of Health, NIH)成立了重組DNA顧問委員會,美國農業部、環境保護局及食品藥品管理局等政府主管機構,從各方面嚴格監管所有重組DNA研究;1991年經濟合作暨發展組織、世界衛生組織及聯合國糧農組織共同合作制定基因改造生物食品安全評估原則,提出「生物技術衍生食品之安全評估策略」報告;聯合國制定之「卡塔赫納生物安全協議書」,管理基因改造生物之轉移、處理及使用,使生物科技所能帶來之利益最大化,同時將環境及人類健康所可能面臨的負面影響減至最小(CBD, 2003),目前已有157個國家是「議定書」的成員,許多國家將此協議書作為各個國家基因改造生物管理規範的參考準則。   基因改造作物已上市二十年,經過數十個國家評估基因改造作物作為食品及飼料之安全性,基因改造生物至今仍然存有爭議,民眾對其安全性仍有疑慮。近年來研發商為減少產品上市前安全性評估之龐大花費,轉而開發基因編輯技術衍生產物,希望這類新科技不僅可加速新品種開發時程,亦可豁免於基因改造規範的管理,降低產品開發成本。近年來,基因編輯技術蓬勃發展,各國主管機關著手修正管理規範,但畢竟研發在前,管理制度在後,在空窗期尚無法律可依循。目前大多數國家對於基因編輯衍生產物的管理規範卻仍不清楚,各個主管機關在面臨制定新技術之管理規範時,不僅要考量是否與原本的法律有所牴觸,更要考量新技術衍生產物所引起之生物安全風險,對企業發展、社會經濟等之影響,以確保管理規範不會扼殺新技術的發展與創新。   美國國家科學、工程及醫學學院籌組基因工程作物委員會,審閱過去20年共900多篇基因改造作物之文獻報導, 2016年公布報告「基因工程作物:經驗與展望(Genetically engineered crops: experiences and prospects)」,報告指出基因改造作物與傳統作物對人體健康及生態環境的影響並無差異,至目前為止尚未發現基因改造作物會對環境造成不利的影響,但建議政府應持續監控管理,另提出未來應以體學技術評估基因改造作物之安全性,並建議政府的審查應更加透明且納入公眾意見,才可贏得公眾之信任。 伍、綜論   生物技術的進步帶來更多創新的新興育種產物,目前已有許多未含有外源基因的基因編輯產物即將上市,此不僅讓各國主管機關面臨挑戰,也與現有的基因改造生物管理法規密切相關,各國主管機關需要即時地檢視目前的管理規範,針對管理範圍做必要的調整。目前為止,僅少數國家提出明確的基因編輯產物管理規範,加拿大很明確地以新穎性作物管理,歐盟以基因造生物管理,美國農業部及阿根廷採送件諮詢方式以確認是否管制,大多數國家包含美國的食品藥物管理局、紐澳、日本、韓國、中國及我國都尚未有明確的管理規範。   基因編輯技術的應用,不僅是學研界積極研究發展以維持我國生物科技立足於國際領先地位之契機,更是產業界突破基因改造生物框架,開創新興生物產業的關鍵,過度嚴格的管理將會扼殺創新生物技術的發展及實現基因編輯技術的潛力。創新的技術需伴隨著有效管理、法規制定及實質應用,才能最大化帶動我國生物科技產業創新與轉型發展。 【參考文獻】 Canadian Food Inspection Agency, CFIA. 2018. Plants with novel traits. http://www.inspection.gc.ca/plants/plants-with-novel-traits/eng/1300137887237/1300137939635 Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, ISAAA. 2017. http://www.isaaa.org/ T. and Araki, M. 2017. A future scenario of the global regulatory landscape regarding genome-edited crops, GM Crops & Food, 8:1, 44-56, DOI: 10.1080/21645698.2016.1261787 Gene Technology Scheme, NGTS. 2018. The Third Review of the Gene Technology Scheme - Preliminary Report. P., Wang, J., Shen, X., Rey, J.F., Yuana, Q. and Yand, Y. 2017. Fundamental CRISPR-Cas9 tools and current applications in microbial systems. Synthetic and Systems Biotechnology. 2: 219-225. E. 2018. With a free pass, CRISPR-edited plants reach market in record time. Nature Biotech. 36:1.
2019/06/14
斑爛的色彩、炫麗的姿態, 悠遊於水底的魚群,格外療癒,也讓觀賞水族產業已經成為宅經濟、身心紓壓等風潮下的明星產業;根據聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,簡稱FAO)統計,全球觀賞水族及周邊產業年產值高達150億美元,是國際矚目的明星產業,然而在全球龐大的需求下,天然資源卻日漸枯竭。   瞄準這股商機,財團法人農業科技研究院水產科技研究所研發高經濟觀賞水族物種量產模式並透過基因體應用平台來協助特殊花紋觀賞魚的分子育種,增加人工繁物種市場流通數量的同時,也為台灣海水觀賞水族產業挹注活水。   電影《海底總動員》雖然是虛構的故事,然而卻一舉讓全球廣大的戲迷了解海底世界的美麗與奧妙,而隨著電影的熱門,迄今小丑魚「尼莫」及藍帶魚「多莉」仍是最受歡迎的海水觀賞魚類,也帶動觀賞水族的熱潮。   雖然觀賞水族市場前景看俏,但一昧跟風生產當紅品系,帶來的收益往往只是曇花一現,加上觀賞水族產業入門門檻儘管遠比一般的水產養殖產業低上許多,但由於技術封閉的特質,往往叫門外漢霧裡看花,一旦貿然投入,便常常會因為供銷失衡,最終鎩羽而歸。   其實,每一種屬性的海水觀賞魚種,都有特殊的生產與育成方式,包含魚隻的養成、育成,設備的維護等,都有很多技術層面的眉角在,只有實際投入技術面親自作業才會知道。 掌握量產關鍵   建立資料數據創造效率價值   為了永續經營珍貴的海洋資源,同時也讓四面環海,擁有天然地理優勢的台灣能夠發展在地觀賞魚養殖產業,創造共好的遠景,農科院水產科技研究所透過申請農委會「農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫」的資源,投入經年的觀察與試驗,找出最適合培育魚苗與繁殖魚群的水質條件,成功開發了「藍帶荷包魚量產技術」,並建立藍帶荷包魚種原庫,持續進行簡化基因體測序(RAD-seq)分析,做為特殊花紋藍帶荷包魚分子標記輔助育種,未來可延伸運用,提高觀賞魚的價格及價值外,也增加人工繁殖物種的市場流通數量。   說起藍帶荷包魚量能夠成功突破量產技術的破口,農科院水產科技研究所助理研究員孫于琁表示,「其實相當不易。」她進一步分享,「早期坊間就有許多自行成功繁殖的「經驗」,但是因為缺乏科學數據的支持,所以傳承不易;2003年,屏東海生館投入海水魚人工繁殖的相關研究,期待能解決觀賞水族市場上魚隻來源所遭遇的過程及問題,因為來自海洋的觀賞魚大多從海裡捕捉販售,從產地至路途遙遠的終端市場,被捕撈的魚群經過長時間的運輸後,通常能活下來的不到2成。至2011年,研究團隊首次以人工方式成功讓「藍帶荷包魚」成功產卵,可惜地是,魚卵卻無法長大發育成魚苗;而藍帶荷包魚又格外嬌貴,孵化時間只有短短15-18個小時,「從仔稚魚到稚魚」期間的養殖條件便是藍帶荷包魚量產技術之關鍵。」   因此,在整合了水質環境條件與餌料配方並建立量產模式後,由於也觀察到在人工繁養的歷程裡,如何將珍貴數據留存,轉化為能夠創造出更高價值,便成了接下來的重點工作。 科技加持  強化台灣優質水產的競爭力   「一隻藍帶荷包魚的市價約莫為一千多元,然而一隻花紋變異的藍帶荷包魚,價格立刻翻漲十倍!」農科院水產科技研究所研究員沈康寧補充。由於花紋變異的藍帶荷包魚可遇不可求,「我們已透過基因體測序分析搜尋出和特殊花紋相關的分子標記,可加速特殊花紋藍帶荷包魚的分子育種。另外一方面,透過基因序列的親緣分析我們也找到和藍帶荷包魚演化上較相近的物種,透過雜交育種技術所獲得的子代將更具市場特異性及獨占性,有利於台灣觀海水觀賞魚產業的發展及國際化。」   突破海水魚繁殖困難的瓶頸,成功建立高經濟價值觀賞魚量產平台,進一步豐富海水觀賞魚種之品項,亦能降低野生族群的捕撈壓力,期望在水族市場與海洋保育之間找到共好的平衡點外,也將陸續透過技術轉移的方式,應用至其他珊瑚礁魚類之繁養殖,增加台灣觀賞水族產業的競爭力,在全球市場中佔有一席之地。 【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陳小姐,電話:03-5185092,信箱:1032201@mail.atri.org.tw
2019/06/13
美國北卡羅來納州立大學研究團隊發明可快速萃取植物DNA之方法,由多個針尖組成的微針貼片,直接刺入植物葉肉細胞中取得DNA,再輔以聚合酶鏈鎖反應 (簡稱 PCR)技術,進行後續的檢測與診斷。該研究的這項技術可望大量應用在植物病蟲害防治方面,使疫情的掌握更為即時。
2019/06/06
水稻熱量高且屬於高升糖食物,稻米吃下肚,被人體消化後,體內血糖容易會快速上升,對糖尿病患者來說,只能少量食用。國立中興大學農藝學系教授王強生看到部分族群困擾,4年前投入開發低升糖水稻品種,希望能找出糖尿病患者與減重族群都能盡情享用的稻米,目前研究團隊已經找到幾個低升糖水稻品種,經小鼠試驗結果,保守估計食用後的升糖指數狀況能有顯著的改善,預計在明年初提出植物品種權申請,通過後將可商業化種植、量產。 糖尿病患者也能好好吃白米飯   全球有60%人口以稻米為主食,米粒的主要成分為澱粉,人體食用稻米後,米粒最終會被消化成葡萄糖,成為熱量來源之一,但日常生活食用的稻米屬於高升糖(GI>55)食物,糖尿病患者及減重族群無法盡情享用。   對糖尿病患者來說,血糖不穩定就會影響到健康,有沒有可能從大量水稻品種篩選出不會快速升糖的稻米呢?王強生表示,投入開發低升糖水稻,就是希望能讓不能吃米的族群,如糖尿病患者,可以享用吃米食的樂趣。   農委會去年推動農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫方案,期望能結合專家的研究能力,為人口老化、醫療成本過高及食品安全等問題,推動健康農業,因此王強生與國立嘉義大學生化科技學系暨研究所教授廖慧芬等多個單位一起合作「低升糖水稻品種之開發」,篩選低升糖(低GI值)或高抗性澱粉(resistance starch, RS)水稻品系,開發「低糖健康米」品種,作為糖尿病患者及減重消費者族群的米食品種。 改良自臺農67號 升糖狀況能顯著降低   全球食米市場內,有80%人口食用秈稻,臺灣早期也是以食用秈稻為主,不過目前國內以食用稉稻為大宗,王強生笑著說,要先做符合國內人民需要水稻,因此先從自己建立的臺農67號突變庫中篩選符合需求的水稻,未來會再發展秈稻的低升糖水稻品種。   王強生口中說著的臺農67號突變庫,正是過去他在農業試驗所的研究成果,當中有多達3000種以上水稻純系。他苦笑著說,這是血汗堆積出來的成果,因為水稻本來就屬於高升糖食物,篩選低升糖水稻其實很困難,是因為有大量水稻純系,才能生產很多米做分析。   研究團隊一共篩選了2000多種水稻,才篩到少數幾個低升糖水稻。王強生說,預備篩選試驗就做了3年,得透過生化技術,運用酵素模擬人體咀嚼稻米後的消化模式,像是胃消化、腸道吸收等,從中測定澱粉被酵素分解的能力,不能被分解的為抗性澱粉,得要高抗性才是低升糖水稻品種,每種水稻都做了3次以上的實驗,依據小鼠試驗結果保守估計,食用後的升糖狀況能顯著降低。 咀嚼次數都分析進去   研究團隊好不容易篩選出幾種低升糖水稻,但關鍵實驗才正要開始,王強生表示,具有高抗性澱粉的水稻,意味著稻米進入食道以後的消化率比較差,吃起來的口感偏硬,風味也比一般水稻差,因此適口性必須被考量進實驗內,挑選大家可以接受的品種,不然研發出低升糖水稻,難吃依舊沒有商業價值。   除了篩品種、挑口感外,王強生強調,連咀嚼次數都得詳細分析,「多咬幾下稻米,情況就不一樣」,由於食物消化狀況與人體嘴巴咀嚼情形有關,得要找到模擬嘴巴咀嚼的儀器,重複分析咀嚼次數,最後才能將實驗成果提出。   目前研究團隊已經掌握幾個低升糖水稻品種,並完成相關的動物實驗,確定這些品系具備低升糖潛力,下一步則會開始進行人體試驗,觀察人體食用後的血糖狀況。 最快今年提出品種權申請 農民種植無障礙   王強生表示,這次研究的低升糖水稻品種有考量市場接受度,當然農民種植情況也有考量進去,不管是土壤、培肥管理、溫度都與現在的臺農67號種植方式無差別,實驗沒有特別測定低升糖水稻對於抵抗病蟲害是否有特別傑出,但以這幾年種植經驗來看,沒有特別差異。   「預計今年就可以提出低升糖水稻的植物品種權申請,如果通過很快就能上市」,王強生表示,目前有進行小規模量產,也有許多農民有興趣合作,不過礙於品種權尚未申請、通過,暫時無法與農民合作,但已規劃好未來的商業模式,將從秧苗管理、契作下手,控制品種源頭,維護農民好的生產品質。 【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陳小姐,電話:03-5185092,信箱:1032201@mail.atri.org.tw
2019/06/04
奧地利維也納獸醫大學以生活中常見的紙貼紙作為研究材料,在食品加工廠多人進出的地方貼上滅菌貼紙,回收後再以qPCR計算並放置,藉以估算樣本回收率並與傳統拭子採樣相較,發現紙貼紙採樣後直接進行DNA萃取,省去部分離心處理,可望推廣至食品相關產業,用於快速檢測食品受微生物污染之情況。
2019/05/31
農業環境變動研究中心以西方蜜蜂作為研究對象,對蜜蜂進行影像側錄,再利用質點影像測速法量測蜜蜂的擺臀行為,換算出覓食區距蜂巢的距離及與蜂巢相對的方位,以此找出蜜源可能出現之方位及出現機率,並繪製出覓食區概率地圖。
2019/05/29
作為高經濟價值水產,海馬除了觀賞外,同時也是名貴的中藥材,近來,海馬更被研究出具多方調理補益效能,未來可望能運用到醫療保健、美妝與健康食品等範疇,使得海馬更益珍貴。 然而,隨著氣候變遷,海馬每年捕獲量正銳減中,市場呈現供不應求的情況,為了提升海馬的產量,海洋大學透過科技計畫的補助,開發相關繁養殖技術,並嘗試尋求多元利用及落實產業應用,如今初步有成,不僅可以降低野生海馬被捕捉的衝擊,符合國際貿易規範,也透過與產業的攜手,升值台灣水產的附加價值。
2019/05/28
美國農業部的研究團隊運用全基因組比對725個番茄品系以獲取基因組資訊,發現消失於主流品系的基因因面臨瓶頸效應以致於,世代間發生基因丟失現象,許多遺傳性狀因此在世代間消失,令原本高遺傳多樣性的基因庫逐漸喪失其多樣性。
2019/05/23
日本農林水產省農林水產會議事務局根據過去一年間由民間、大學、國公立試驗研究機關及獨立行政法人等所有研究機構內的研究成果為基礎之新聞紀錄,依內容並考慮社會的關心度等方向,經由28個農業相關報章雜誌社所組成的農業技術團體,票選出的10大研究成果。各研究技術成果摘要如下: 一、 農村   塘壩災害支援系統的開發   -地震或豪雨時、將塘壩的損壞危險度以通訊方式公告-   國立研究開發法人農業・食品産業技術綜合研究機構(簡稱「農研機構」)、會在地震或豪雨發生時,將塘壩的損壞危險度以三階段來預測,並將即時預測之情報通過網路向防災相關人員公告。   同時建立能將已受災損之塘壩狀況向防災機關分享之平台來共享災害即時情報。藉由這個系統的開發,希望可以在塘壩災損時協助擬定緊急對策以減少更多傷害、同時亦期待其在防災跟災後復原的支援上發揮功用。 二、 稻作   培育出能一年多收且耐病蟲害、不易伏倒之適合飼料開發用的水稻新品種「みなちから」   -期望能達成關東地區以西地方之飼料用米的穩定生產-   農研機構培育出了可以在關東以西之地域栽培、一年能多收且不易倒株、具高防病蟲能力之水稻新品種「みなちから」。   期望未來可以加強在較溫暖地區的飼料用米之穩定生產及普及栽種。 三、 智慧農業   蔬菜用的高精準度局部施肥機具開發   -達成高精準度的肥料施放、高肥料利用率、快速施肥作業!-   農研機構與上田農機公司、TAISHO公司共同開發具高速且能具高精準度之局部施肥機具。開發機與目前市售機相比能提升兩成之作業效能及控制施肥量之誤差到3%以下。期望能藉由此開發機提升田間施肥的作業效率並降低施肥不均的情況。 四、 園藝   僅用熱能去除草莓苗之病蟲害   -蒸熱處理防蟲裝置的小型應用化與使用手冊製作-   農研機構與FTH公司、福岡/佐賀/熊本縣共同開發防治草莓苗之二斑葉蟎與白粉病等病蟲害之蒸熱處理防蟲裝置的小型化和節電化。預計該技術的引入將根據生產條件(如業務規模和共同使用的存在與否)而加速。 五、 智慧農業   開發能對應機械化拖拉機之雙向犁自動反轉裝置   -藉由犁耕的無人化達成大面積農作的有效省力化-   帶廣畜產大學與YANMAR公司共同開發能對應機械化拖拉機之雙向犁自動反轉裝置。已經過田間試驗確認能在無人情況下穩定的進行準確度高的連續作業。藉由本裝置的開發可期達成大規模耕作之機械化拖拉機的普及與犁耕業省力化的目標。 六、 畜產   藉由回收未使用之生物質資源生產美國水虻作為水畜產飼料   大阪府立環境農林水產綜合研究所與愛媛大學、香川大學、國際農林水產業研究中心共同研究再利用廚餘等生物質廢棄物來生產美國水虻幼蟲以作為養殖魚或家畜的飼料之技術。希望藉由廚餘的再利用化為解決食物流失問題有所貢獻。 七、 新型育種技術    開發創新的植物基因編輯技術,可用於各種不需經組織培養的作物   鐘淵化學工業股份有限公司與農研機構合作,開發在植物莖頂的生長點上直接打入DNA之基因編輯技術「Implanter particle bombardment(iPB)法」。這種方法不需要組織培養,因此可以應用於包括小麥在內的各種作物。應能有效加速品種改良之製程。 八、 新型育種技術    溫州蜜柑基因組解析   -加速品種改良-   農研機構與國立遺傳學研究所共同研究解讀出溫州蜜柑的全基因序列。根據這個結果特定出影響柑橘顏色與結果性之基因共91個。本成果希望藉由這個發現來提升柑橘產品的生產性與品質,更進一步加速品種改良之製程。 九、 病蟲害防治    延緩抵抗性害蟲出現之殺蟲劑的使用策略   -複複數劑型的「世代内施用」與「世代間交互施用」之比較-   農研機構與瑞典于默奧大學、美國明尼蘇達大學共同合作,通過模擬澄清證實在一代中同時施用不同的殺蟲劑,在很多情況下對於抵抗性害蟲的管理更具效果。本成果期待能藉由和抵抗性害蟲的初期檢出技術結合,對抗藥性害蟲的傷害抑制有所貢獻。【延伸閱讀】日本農業發展強化研究課題 十、 新型育種技術    完成小麥的基因序列解讀   -奠定新品種開發的基礎-    農研機構與京都大學隸屬之國際財團完成了小麥基因組的鹼基排列解讀。小麥中21個染色體上各基因的位置都已辨明、找到決定小麥各式性狀共10萬個以上的基因。預計利用這個結果來篩選分離有用基因和DNA標記的開發以加速新品種的繁殖。
2019/05/21
研究構面一:產地與經營能力強化   1-1 實現寒冷地區建立大範圍高效能稻田耕作系統之技術體系建立     1. 建立寒冷地區大範圍高效能稻田耕作系統之技術體系     2. 建立寒冷地區廣域栽培場用之超省力稻田輪作營運系統     3. 建立寒冷地區大範圍稻田耕作系統可導入之業務加工用露天蔬菜生產體系     4. 建立寒冷地區高營養飼料生產與家畜排泄物於農地回收利用之耕畜複合技術體系     5. 建立適用於寒冷地區南部之偏濕氣候與土壤條件之高效能稻田輪作體系   1-2 實現溫暖地區建立技術集約型之高收益稻田耕作系統之技術體系     1. 建立溫暖地區泛用化之稻田基礎以用於先進型複合稻田農營技術體系構成     2. 建立溫暖地區之高收益稻田農營系統所需技術體系     3. 建立以稻田飼料為基礎之節省勞力資源循環型的酪農用飼料生產、製備、物流和飼養技術系統     4. 背景式技術評估方法和就業型大型企業管理技術的開發   1-3 建立寒地大範圍農地耕作及酪農飼料自給再利用系統之技術支援體系     1. 投入ICT智慧農業系統以強化寒地大範圍農地輪作之生產基礎     2. 建立酪農飼料自給再利用系統之技術支援體系   1-4 建立山腰地帶之持續型農務系統之技術支援體系     1. 建立山腰地帶之廣域稻田農耕系統之技術支援體系     2. 建立山腰地帶省力之高收益果樹生產系統之技術支援體系     3. 建立山腰地帶之高收益園藝栽培系統之技術支援體系     4. 建立能將新型作物保護管理技術應用於有機栽培體系之技術支援體系   1-5 建立溫暖地區高收益農地耕作與肉牛飼料自給生產系統之技術支援體系     1. 建立溫暖地區高收益農地耕作系統之技術支援體系     2. 建立溫暖地區之地域區分型大規模肉牛繁殖系統     3. 建立活動地方飼料資源之黑毛和牛中小型規模生產系統之技術支援體系   1-6 開發農業暨農業設施之自動化/機械化等革新生產技術     1. 開發應用機械化技術、ICT等創新農業生產技術     2. 開發適用土地利用型先進農耕系統之機械與裝置開發     3. 開發適用於對應地區特性之園藝、畜產等具高效率且能輔助安定生產之農業機具與裝置的開發     4. 開發提升農務安全與降低環境負荷之農業機具、裝置,並建立評估與測試方法之修正   1-7 建立提高生產性之畜產地強化生產系統     1. 建立年循環親子牛放牧為基礎之低成本牛之生產體系     2. 開發提高家畜生涯生產性之育種技術之育種手法與有用基因情報的解讀及活用技術     3. 開發促進家畜高效率之繁殖管理技術與高品質生殖細胞及受精卵的生產、保存技術     4. 開發能將國產飼料資源最大化利用之豬雞精準營養控制的新型養殖技術     5. 開發日本適用之省力且能精準飼養管理之酪農及肉牛生產系統     6. 開發家畜生產過程中產生之臭氣、水汙染物質之處理技術及飼育環境改善技術 研究構面二:實現強化農業與新創產業   2-1 改進提升作物產量及品質與提升農產品韌性之前導品種育成及基因育種技術     1. 根據客戶的實際需求,培育具有加工能力和廣域適應性的小麥品種     2. 根據客戶的實際需求,培育具有加工能力和廣域適應性的大麥品種     3. 根據消費者的實際需求培育穩定可在廣闊的地區種植的高產大豆品種     4. 培育具強病蟲害抵抗性且能安定生產之高收益馬鈴薯     5. 開發用於強化貧困地區農業之多樣化農作物之培育暨利用技術     6. 培育支撐國產飼料基礎之高品質一年多收之飼料用作物品種     7. 尋找新基因用於開發次世代作物和開發新的育種材料     8. 開發促進次世代作物發展的育種技術     9. 農業生物資源Genebank業務   2-2 研發以辨明農業生物機能為基礎之提高生產性與產業利用的技術     1. 解析能提升農業生物之生產性或產生有用物質的基因機能     2. 開發能活用改良之基因組置換或基因編輯技術的新型有用作物或昆蟲素材製作技術     3. 藉由基因組編輯、基因置換等基礎技術來解析動物機能     4. 利用基因改良作物和蠶生產有用物質之實際應用技術的開發     5. 開發新型功能性絲綢材料和衍生自絲蛋白等生物材之新功能性材料和其應用技術的開發 研究構面三:確保農產品與食物的高附加價值與安全   3-1 提升果樹與茶業生產力及附加價值之技術的開發     1. 提升柑橘類作物生產力及附加價值技術的開發     2. 提升蘋果類作物生產力及附加價值技術的開發     3. 提升日本梨、栗子、核果類作物生產力及附加價值技術的開發     4. 提升葡萄、柿子類作物生產力及附加價值技術的開發     5. 開發活用遺傳資訊及基因情報之果樹育種基礎的技術     6. 提升茶業需求及生產力之新品種與栽培加工技術、評級技術的開發   3-2 開發高利潤的蔬菜和花卉生產技術     1. 因應加工或業務用需求之露天蔬菜的安定生產技術開發     2. 改進優質穩定的設施蔬菜高產技術,大型設施高效率及高收益生產示範     3. 支援高收益蔬菜生產之品種培育與基礎技術之開發     4. 應用基因育種技術之新型花卉研發     5. 為主要花卉開發優質穩定的生產和質量控制技術   3-3 開發食品營養與健康機能性利用技術疫或是次世代加工與流通技術     1. 各年齡層之健康維護或提升用之農產品營養與健康機能性的解析與食品開發     2. 建構新感官功能評價方法及其在營養保健功能食品開發中的應用     3. 開發高效的農產品先進加工技術,確保高品質和穩定性     4. 加工、儲存和分配技術的系統化,以保持高質量的食品     5. 開發分析、測量和評估技術,以確保食品的高質量和穩定性   3-4 確保從產地到餐桌的農產品與食品之安全性及信賴性技術開發     1. 開發在農產品生產階段降低砷和鎘風險之技術     2. 開發在食品加工和分銷階段降低風險和可靠性保證之技術   3-5 家畜疾病診斷與預防技術之開發     1. 闡明病毒感染的致病機制及開發疾病診斷與控制技術     2. 闡明細菌和寄生蟲感染的致病機制及開發疾病診斷和控制技術     3. 改良監測和控制重要國際傳染病之技術     4. 通過釐清家畜疾病的現況,開發疾病控制和疾病監測技術     5. 通過改良家畜重要疾病的流行病學分析和監測技術,建立動物疾病控制技術     6. 開發飼料等家畜飼養環境的安全保障技術   3-6 開發提升植物檢疫之病蟲害風險管理技術     1. 改良植物保護技術,促進農產品出口,實現糧食之持續穩定供應     2. 提升日本高風險害蟲發生之管理技術改良和精確度     3. 開發抗藥性害蟲的早期診斷和預防技術【延伸閱讀】歐盟提出最新《2019-2030歐盟地區農業市場及收入展望報告》 研究構面四:環境問題解決與地區資源的應用   4-1 開發因應氣候變遷等環境變化及保全生物多樣性之研究     1. 制定氣候變化影響於農業的高精度預測和評估方法     2. 開發能夠靈活應對氣候變化的栽培管理支持技術     3. 發展全球暖化減緩技術並最大限度地應用於農業生產     4. 評估氣候變化等環境變化對農業生態系統中生物多樣性和生態系統服務的影響     5. 開發環境變化監測和累積、分析和傳播環境基礎訊息之技術   4-2 開發農產業生產基礎之機能維護提升、強化、地區資源管理及放射性物質對策之技術     1. 為大規模高利潤農業開發農業生產基礎設施改良技術     2. 強化農村地區並開發防災減災技術設施的維護管理技術     3. 開發管理暨利用地區資源的改良技術,以應對農村地區結構和環境的變化     4. 考慮到農村環境,通過減少損害、捕獲、環境管理等發展綜合性鳥類損害防治對策     5. 核災影響地區恢復耕作之對策技術開發   4-3 開發為持續型農業做出貢獻之作物保護、土壤管理及地區資源利用技術     1. 在釐清昆蟲機能和生物之間相互作用的分子基礎上,開發創新的害蟲防治技術     2. 開發結合物理和生物土壤消毒及作物抗性之疾病和線蟲損害控制技術      3. 通過有害生物信息回報機制和利用原生天敵來開發難根除病蟲害管理技術     4. 為外來種雜草和具除草劑抗性雜草等新型難控防治雜草開發綜合管理技術     5. 在簡單診斷土壤理化性質和評估有機物質及生物功能的基礎上,開發具持續性之土壤管理技術     6. 通過層級式使用農業廢棄物以建立區域資源循環系統     7. 引入新的農業生產方式制定環境保護效果之評價指標
2019/05/20
綠茶不但是生活中常見的飲品外,近年的研究發現,綠茶內含有豐富的機能成分,能改善腸道菌叢環境,進而減少健康風險。美國俄亥俄州立大學(Ohio State University)的一項研究即證實,綠茶內所含包括兒茶素等天然次級代謝物,有助於改善腸道菌叢的健康,並能調節體質避免肥胖等疾病。研究團隊利用小鼠進行實驗,將飲食中加入2%的綠茶萃取物,並與未經處理的控制組相互比較,發現攝取綠茶萃取物的小鼠較為健康。   由於好/壞菌在腸道菌叢中的分布及比例會影響生物對於食物吸收的能力,在攝入大量高油脂食物後,腸道環境將會發生變化,造成腸道菌相發生改變。好/壞菌的比例一旦發生變化,便有機會在腸道黏膜細胞外引起發炎反應,嚴重發炎下恐破壞黏膜細胞間的連結,形成腸漏症(leaky gut)。引起發炎反應的細菌性內毒素便藉由腸漏產生的途徑擴散至微血管,隨著血液循環系統將發炎物質帶到全身各處,引起全身性發炎反應,最終導致肥胖。   為平衡腸道菌相,避免腸漏症及其所衍伸的健康問題,研究團隊盼能透過綠茶萃取物的研究,以證實綠茶對平衡腸道環境方面的益處,並且釐清先前眾多研究有關綠茶能否避免肥胖的爭議。研究團隊透過實驗觀察小鼠身體上與肥胖相關的各項生理數值,包括測量黏膜細胞間的通透性(了解腸漏的嚴重程度)、發炎物質在體內轉移的程度、觀察腸道與肥胖組織的發炎程度,最後觀察在不同生理狀態下的腸道菌叢組成。透過上述指標可以發現,在高油脂餵食處理下的小鼠,若同時服用綠茶萃取物的話,體重可較未服用綠茶萃取物的小鼠輕20%並降低胰島素阻抗。除此之外,在服用綠茶萃取物後也降低腸道發炎反應,避免引起腸漏症等後續病症。【延伸閱讀】綠茶兒茶素減少動脈硬化的相關機制   為此,研究團隊認為足夠的證據表明:綠茶能促進腸道正常菌的生長,改善腸道環境、維持正常菌叢,並且減少由飲食引起的腸道發炎反應所造成的身體健康風險問題。研究團隊表示,若將小鼠在實驗中攝取的綠茶量換算成人體攝取量,則相當於每人每天平均攝取10杯的量。俄亥俄州立大學的研究團隊希望能在未來逐步將動物試驗的成果應用在人體方面的研究,盼能藉由每日喝茶來對抗日漸增加的肥胖人口。   該研究由美國農業部(U.S. Department of Agriculture)計畫資助,相關研究成果已發表在<The Journal of Nutritional Biochemistry>。
2019/05/17
西班牙馬德里康普頓斯大學獸醫健康觀察中心自受LV17/WB/Rie1病毒株感染的野豬血清提煉口服活體減毒疫苗並餵食受測野豬,經檢驗證實口服此疫苗之野豬體內未發現非洲豬瘟病毒的基因片段,解剖檢體中亦未發現感染造成之臟器病變特徵,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。

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