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基因科技發展
基因科技發展
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。
2019/05/10
落花生為為四倍體生物,美國喬治亞大學近期成功解開其基因序列,證實落花生係由兩個二倍體近緣種雜交後產生的異源四倍體,藉由先前的研究,加上最新的全基因組霰彈槍定序法,成功的解出當今栽培種落花生的全基因組序列。
2019/05/09
丹麥科技大學研究團隊以啤酒酵母菌做為研究材料,建立全基因組尺度的RNAi干擾模式,透過高通量微流體單細胞篩選法找出在蛋白質產量上提升之酵母菌個體並分析其基因序列,藉以釐清基因的表現模式與所影響的產物產量。
2019/05/02
新加坡南洋理工大學研究團隊選擇與十字花科作物親緣關係較近、遺傳資訊已被徹底研究的模式生物阿拉伯芥作為提升作物種子油脂含量,而改良的種子的油脂含量也較一般種子多出15%,以植物油為原料製作的生質柴油可在適當的經營下永續進行生產,因此植物油的開法及應用在未來極具潛力。

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