2018年第十屆豬隻健康管理歐洲研討會(European Symposium on Porcine Health Management，ESPHM)在5/9-11於西班牙巴塞隆納舉行，其中有五項關於大數據於豬隻健康的商業應用。 1. 監測豬隻呼吸道狀況 　　比利時的Soundtalks公司擁有許多農場動物的音頻數據，透過麥克風收集、電腦判讀與智能預警系統協助管理者或獸醫判斷豬隻所發生呼吸促迫之狀況，目前正在美國進行大規模養豬場試驗，幫助發現豬隻早期的呼吸道疾病，未來持續將相關技術推廣到肉雞、蛋雞與牛群身上。 2. 測量與改善養豬場之生物安全性的電子追蹤系統 　　MSD Animal Health與PigChamp EU合作使用了B-eSecure，這是一個用於追蹤人員於不同農場間流動的電子系統，幫助了解人員移動狀況與豬繁殖和呼吸障礙綜合症(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS)擴散間的關係，其測量結果可作為提升生物安全之參考，並可作為於培訓、指導和監督員工遵守生物安全規範之工具。 3. 新型豬疫苗接種裝置 　　Ceva公司展示了新一代Smartvac疫苗注射器，幫助簡化豬疫苗接種的程序，負責人能利用平板或智慧型手機上的應用程式追蹤疫苗注射速度、使用針頭數量、注射動物與操作者，所有資訊均使用簡明易懂的圖表顯現。Ceva還提供動物死後肺部評分分析，這些結果可與原始疫苗接種狀況連結。 　　Hipra公司則推出了Hipradermic無針疫苗接種裝置，此裝置可讀取疫苗瓶上的RFID晶片，得到疫苗資訊，包含藥品名稱、批號、保存期限等，還可透過藍芽與智慧型手機連接，用戶透過手機上的應用程式就能讀取疫苗接種時的相關數據。此外，Hipradermic還可經由HipraQnect系統進行管理，HipraQnect包含可讀取RFID天線、偵測疫苗接種輛的感測器及一張SIM卡，能夠自動且獨立將數據傳送至雲端保存。【延伸閱讀】開放式數據引領農業科技未來 　　MSD推出了IDAL®3G，這是IDAL系列最新的無針皮下注射裝置，採用長效鋰離子電池，能夠減輕豬隻與人在注射時的壓力，目前可配合該公司推出之PORCILIS® PRRS、PRIME PAC™ PRRS、PORCILIS® PCV ID、PORCILIS® M HYO ID ONCE、PORCILIS® AD BEGONIA等五種疫苗使用。

為了避免昆蟲啃食植株造成產量損失或傳播病害，慣行農法中會噴灑農藥驅趕或殺死農業害蟲，雖然能夠維持農作物產量，但卻因此減少其他無害甚至有利於植物授粉的昆蟲數量，例如蜜蜂。此外，殘留於環境中的合成藥劑可能因雨水沖刷而流入土讓或附近的湖泊、河川甚至海洋，影響該地區的生物多樣性，因此長期以來農藥的施用量與施用時機持續受到各方爭議。 　　考量環境永續與食安問題，越來越多人投入有機農業與研究減少農藥使用的方法；而煙草植物可自行於葉片中產生一種稱為cembratrienol的化學物質，防止害蟲靠近植株，因此德國慕尼黑技術大學(Technische Universität München，TUM)將相關的基因轉殖於大腸桿菌中，利用發酵槽大量產生cembratrienol，再使用離心分配層析(centrifugal partition chromatography，CPC)與高效液相色譜法(high performance liquid chromatography，HPLC)純化，透過實驗證實純化的產品具有良好的驅蚜蟲效果。 　　目前使用cembratrienol的定位類似於人體使用防蚊劑一般，將其噴灑於植株上只是利用害蟲對其氣味的忌避性，並無毒害昆蟲的疑慮，同時也具有生物降解性，減少累積於環境當中的風險。此外，在大腸桿菌生產過程中能夠使用輾穀廢料進行發酵，有助於循環使用農業副產物，建立對生態有利的下游加工選擇。而此研究使用CPC回收純化的方法更加節省溶劑的消耗，相關的純化方法或許可作為類似化合物純化回收的參考資訊。【延伸閱讀】研究發現糞金龜能改變土壤菌相組成有助於強化糧食安全 　　相關研究發表於<Green Chemistry>

隨著交通不斷革新，人們與貨物於各地間穿梭移動也越來越方便，部分物種可能因貿易、走私等人為攜帶，從原生地引入一個其先前未曾存在過的地區，並有能力克服當地環境限制而迅速擴展領地，以至於威脅到當地的生物多樣性成為「入侵種」，例如紅火蟻、小花蔓澤蘭、福壽螺等。比起顯而易見的大型植物或動物，入侵微生物於初期不易發現，所造成的危害往往更具破壞性。 　　最近美國加州沿海發現了一種新的入侵種- Phytophthora ramorum，此種微生物能侵入樹木維管束，使其水分運輸受阻，造成當地數十萬棵櫟屬樹種迅速萎凋死亡。目前推測P. ramorum可能原生自東南亞，透過感染症狀較輕微的植物寄主傳播到歐洲和北美地區，並成功在當地的原生林地蔓延，現在已可於許多苗圃與景觀植物上檢測出P. ramorum。除了通過法規限制州間植物交易以防止病害擴散，也應積極研究控制入侵病原體的方式。【延伸閱讀】最新研究發現可對抗克痢黴素抗藥性細菌之新興化合物 　　由於P. ramorum可產生厚膜孢子於土壤中長時間休眠，因此此次美國農業部採用木黴菌Trichoderma asperellum進行生物防治測試，於國家觀賞植物研究基地(National Ornamentals Research Site at Dominican，NORS-DUC)一系列的田間試驗中發現，T. asperellum可顯著降低土壤中P. ramorum的族群密度，目前作者Dr. Widmer已於生物農藥公司合作，踏出開發相關商業產品的第一步。 　　相關研究發表於<Biological Control>

長久以來，眾多不同的物種在地球上不斷交互影響，彼此消長達到生態平衡，然而這些生物多樣性與生態系統功能卻因人類活動受到干擾而逐漸失衡。隨著工業化及都市化程度提高，人類活動所影響之暖化程度越來越明顯，也威脅著原有物種的生長環境；一旦某地區的生物多樣性降低，對於極端氣候的應變能力也會跟著下降，因此更需要積極研究、評估與保護各地區的多樣物種及遺傳特性。然而複雜的生態系統也加深了人類研究的難度，故加拿大阿爾伯塔大學(University of Alberta)開發新的成像工具，將成像光譜儀(imaging spectrometer)安裝在自動推車上，操作者可於機器在地面移動的同時收集周邊植物所反射的光譜，能針對單一植物進行更精細的拍攝。 　　由於植物葉片對紅外線有很強的反射效應，該團隊使用短波長紅外線範圍(400-2400 nm)的光譜測量，藉由不同植物所反射的光譜不一，提出植物的光譜多樣性，在缺乏分類學、系統發育學等資訊下，此特性可作為區分植物生物多樣性的一項選擇。此方法可以改善近距離觀察的時間成本與補足遠距拍攝之細節不足的問題，並幫助研究者深入難以觀察的地區蒐集大型景觀植物的相關資訊。【延伸閱讀】提供海上資訊服務的HiSea計畫 　　此研究結合了各項跨域技術，包含：圖像處理、植物分類、光譜數據分析、機器人移動、統計等多種專業，相關結果發表於<Nature Ecology & Evolution>。

西班牙位於伊比利半島，內陸地區主要為溫帶大陸性氣候，北大西洋沿岸為溫帶海洋氣候，東部沿岸則為溫帶地中海型氣候，除了沿海地區，境內許多地方降雨甚少，天然環境不利於農業發展；然而西班牙政府致力於推廣灌溉農業，使得原本只適合旱作的地區也能發展園藝作物。近年來配合智慧化與現代化農業發展，逐漸推行遙控灌溉與遠端遙測系統，遙控灌溉系統通常由一台主要電腦連結到各個站點，自動化控制灌溉水量，人員也可視情況修改參數進行操作，遠端遙測系統則可追蹤參數變動對作物的影響情形，提供人們調整的依據。 　　2002年時西班牙參加了第一屆國家灌溉管理移轉研討會(The 1st International Workshop on Irrigation Management Transfer in Countries with a Transition Economy)，此研討會旨在極力發展各國的灌溉農業產能，強調現代化灌溉系統之設置、經濟與用水管理制度等問題。2005至2010年間，西班牙在追求現代化灌溉技術的計畫中，設置了260個用水公會，這些系統所涵蓋的面積約占一百萬公頃；十五年後，科爾多瓦大學(University of Cordoba)的研究小組針對這些早前設置的用水公會設計調查問卷，以追蹤長期以來這些現代化灌溉系統的維持與營運狀況。 　　推行現代化之願景為，利用遠端自動控制系統降低電費成本，不僅可節省農民勞動力，且相關技術能協助有效利用水資源與能源，提升農業系統的永續性。然而，問卷調查顯示其中的15％已不再持續使用灌溉系統，而其中19％的系統無法控制一半以上的液壓閥，顯示農民在轉型至現代化的過程中勢必面臨適應期，在適應期中若無法具體看見現代化灌溉技術所帶來的良好效益，則不願意進行例行性的維護，甚至不再利用這項技術。【延伸閱讀】利用衛星遙測改善加州酒鄉的水源管理 　　為了完整建立現代化灌溉系統，政府與這些公會已付出250萬歐元的成本，未來這些標準化的設備將會全面推行至農村當中，配合長期保固與持續培訓農民以防止用戶放棄轉型；此外也將繼續推動技術更新，強化現代化灌溉系統前瞻性。

生質能源發展為近代積極探討之生物資源利用的研究之一，動植物油脂、植物纖維素與微生物多醣均可作為生質燃料的轉化原料，但使用動植物來源可能會影響人類的糧食安全，因此各地也正積極開發微生物作為替代原料。微藻(microalgae)是一類生長快、光合作用效率高、處理污水效果好、油脂等有機物含量高的自營生物，其細胞生理反應所產生之多種代謝產物於食品、醫藥、基因工程等領域皆具有良好的開發潛力；此外，微藻油脂精煉後還可做為生質柴油原料。【延伸閱讀】新型水凝膠能直接利用陽光淡化水體 　　近年來，微藻水熱液化(Hydrothermal liquefaction，HTL)因具有直接加工產油的優勢，逐漸獲得學界與產業界的青睞，但HTL過程中所產生的廢水會增加作業處理成本，因此一直無法成為商業化發展技術。HTL廢水中除了含有豐富營養，同時也有反應過程產生的水與萃取油質後所留下的高濃度酚類、重金屬、碳氮雜環類物質，這些具有生物毒性的物質阻礙了廢水直接循環利用於微藻養殖的可能性，排放到環境中也會造成一定程度的汙染；因此傳統上以活性污泥法進行水質處理，不但平白浪費水中的營養物質，工廠還需額外付出活性污泥法處理之設備與場地成本，基於成本與永續性的考量，如何完善利用與處理廢水實為一大考驗。中國南昌大學透過調整HTL參數、菌種篩選及馴化、藻菌共培養等方式，強化系統中的生物多樣性，憑藉多種生物間的交互作用，逐漸減少水中抑制物質的濃度，探討成功利用廢水作為微藻養殖利用之潛力，在生產微藻的同時也能循環利用水資源，加速微藻水熱液化生物質能產業的發展。

「羅倫佐的油」是根據真實事件翻拍的電影，主角患有罕見的腎上腺腦白質退化症(Adrenoleukodystrophy，ALD）。此疾病由性聯染色體遺傳，女性為大部分的帶原者，患者體內的過氧化小體(peroxisome)無法行使正常功能以氧化與分解長鏈脂肪酸，使得長鏈脂肪酸堆積於身體各處器官，尤其是腦白質與腎上腺白質，導致神經傳導與腎上腺功能逐漸喪失，甚至死亡。 　　椰子油是一種取自成熟椰果肉中的食用油，是熱帶地區人們攝取脂肪的來源之一。由於椰子油含有豐富的飽和脂肪酸，因此具有高度的熱穩定性、不易氧化酸敗等特點，適合用於食品製造上需要經過高溫烹調的過程。此外，從椰子油中還可分餾出中鏈飽和脂肪酸(Medium Chain Triglycerides，MCT)，擁有良好的潤滑性、穩定性、低黏度，可作為醫療或保健補充等用途。【延伸閱讀】透過生物精煉技術將木質素變成新興3D列印之複合材料 　　波昂大學(University of Bonn)、德國神經退行性疾病中心(German Center for Neurodegenerative Diseases)與德國癌症研究中心(German Cancer Research Center)則以果蠅作為模式生物，探討椰子油是否可以增加過氧化小體異常之果蠅(Pex19 基因突變)的活力與壽命。研究人員添加椰子油於實驗組果蠅幼蟲的飲食當中，對照組則無；實驗後發現發現對找組的果蠅大多數在24小時內就死亡，僅有20%發育成成蟲，而實驗組幼蟲則有55%可長成成蟲並存活數週。經過人類細胞實驗後，推測可能是因為椰子油飲食抑制細胞內的lipase 3活性，減少粒線體腫脹與游離脂肪酸的量，進而延緩細胞損傷。 　　相關結果仍需進一步進行研究與調整，文章發表於<Plos Biology>。

為了維持產量與農產品質，慣行農業使用大量農藥控制田間病蟲害與雜草，殘留於環境中的藥劑除了破壞田間的生物多樣性，也影響了以植物花蜜為食物來源的蜂群；因此近幾十年來，推行有機農業的有志之士紛紛鼓吹減少農藥使用，以挽救迅速減少的蜜蜂數量，使農業得以永續經營。然而，另一種同樣受到藥劑嚴重影響但卻常被忽略的昆蟲則是生產蠶絲的家蠶(silkworm，學名:Bombyx mori)。由於桑葉為家蠶單一的食物來源，因此附近田區所噴灑的農藥或殺菌劑或許不利於家蠶成長，因此巴西聖保羅州立大學(São Paulo State University) 農業與技術科學學院本次探討廣泛於田間噴灑的pyraclostrobin對家蠶粒線體產生的影響。 　　Pyraclostrobin屬於strobilurin類的化合物，於環境中不易降解，可抑制真菌細胞內粒線體的呼吸作用，除此之外還能延緩葉片衰老，並強化田間作物對氧化壓力的耐受性，因此做為田間廣泛使用的殺真菌劑；而桑樹種植時也會使用pyraclostrobin提高桑葉產量和品質，以供給家蠶足夠的養分。研究人員嘗試於桑葉上施用不同劑量之pyraclostrobin，於30天後餵食五齡蟲，並觀察蟲體採食量與死亡率，並評估蟲體頭部與腸道的粒線體，發現桑葉施藥量為200 g/ha時可於蟲體內測得50μM的含藥濃度，雖然蟲體不會立即死亡，但餵食施藥後的桑葉會使得蠶繭重量下降，顯示食用含有藥桑葉後，pyraclostrobin可能藉由抑制頭部與腸道的粒線體活性而對蟲體產生潛在性的不良影響。【延伸閱讀】大黃蜂透過溫度差異來區分花朵 　　雖然使用農藥有助於提升植株的健康狀況，免除病蟲害的侵擾，但也需考量藥物對食用植株的經濟動物可能造成的反應，以免造成原有經濟效益之破壞，相關研究發表於<Journal of Economic Entomology>。

近年來，隨著規模化養殖之情形增加，豬咬尾症發生機率也越來越多，造成豬隻咬尾的原因複雜，包含營養缺乏、環境不適、氣候改變、寄生蟲或疾病感染，甚至是任何造成豬隻不安的緊迫因素均可能導致嚴重不一的咬尾症狀。被咬傷的豬可能因出血過多造成身體虛弱，或是傷口受到其他細菌或微生物感染而影響健康，而其他豬可能受到傷口附近的血腥味吸引，也攻擊同一隻受傷的豬。因此飼養者需要時常巡視觀察，盡早發現並將傷害同伴的豬隻隔離；或是在飼養環境中放置鐵鏈、輪胎等讓豬啃咬的玩具，以減少豬隻因好奇或不安而攻擊同伴的情況。 　　為了減少豬隻咬尾的情形，部分豬場會先採預防式斷尾之手段，控制好合適的飼養密度並定時定量給予營養充足之飼料；然而動物福利之相關意識逐漸上漲，越來越多地區反對實行先給予豬隻傷害的斷尾剪牙之預防性手段。有鑑於此，英國蘇格蘭農業學院(Scotland's Rural College)與愛丁堡大學(University of Edinburgh) 、Innovent Technology公司合作，利用3D攝影機與視覺演算法自動量測23組仔豬尾巴的姿勢，藉此評斷豬隻尾部的受傷狀況與受傷時間，有助於飼養管理者於豬隻受傷前期就先發現狀況，減少傷害擴大。【延伸閱讀】開發以攝錄設備自動分析系統解開蜜蜂八字舞行為背後隱含之蜜源資訊 　　相關研究發表於<Plos One>

草脫淨(Atrazine)為全球廣泛使用數十年的除草劑，具有不易揮發、不易燃、可溶於水等特點。目前發現暴露於草脫淨的動物可能損害肝、腎、心臟等器官功能，或是影響動物的性成熟、排卵與繁殖能力，但尚未確定人體是否會產生相同狀況。雖然現今尚未完全了解草脫淨對人體所產生的毒性機制，但影響人體健康的疑慮使得歐盟已禁止使用草脫淨。因草脫淨可穩定存在於環境中，因此土壤中殘留的草脫淨可能經由灌溉用水或雨水沖刷至河川，影響農田附近生態，而澳洲聯邦科學與工業研究組織（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSIRO）與澳大利亞國立大學(The Australian National University)則發現了土壤中已經有細菌發展出分解與利用草脫淨的機制。 　　草脫淨分子中含有豐富的氮，透過多重步驟分解與代謝過後可作為細菌生存所需的氮源，參與代謝過程的相關酵素及其基因均存在於細菌的質體(plasmid)內，且質體DNA容易在不同細菌間轉移；從1990年代開始，除了南極外，世界上各地區細菌中均存在類似的基因，因此推論細菌也逐漸隨著環境適應出新的營養利用方式。雖然目前已知草脫淨的分解機制中所參與的酵素名稱，但仍不清楚其中AztE蛋白所參與之將三聚氰酸(cyanuric acid)轉換成氨(ammonia)的機制。研究團隊發現另一種小分子量的蛋白—AztG可與AztE形成複合物，藉以穩定AztE的結構。此外，AztG及AztE的複合物還可與GatCAB結合成transamidosome，幫助細菌製造新的tRNA(transfer RNA)。【延伸閱讀】極具破壞性新型小麥病害侵襲歐洲農作物 　　此機制有助於細菌快速適應環境變化，然而分解後大量的氮可能造成河川優氧化的發生，未來若要有效利用細菌清除環境中殘留的農藥，必須搭配其他微生物進行全面性的分解與轉化，才能有效增進永續性。 　　相關研究發表於<Journal of Biological Chemistry>

月桂萎凋病(Laurel wilt)是由Raffaelea lauricola所造成之真菌性病害，起源自亞洲，經由木製包材一同進入美國並形成危害嚴重的入侵種，此病原可經由嫁接或植株根系間傳染，等到外部病徵發展至明顯可見以供人為判斷時，往往已不利於病害控制。目前此疾病在美國境內造成超過三億棵月桂等樟科(Lauraceae)植物死亡，其中包含酪梨(avocado， 學名:Persea americana)。因為酪梨是佛羅里達州除了柑橘類以外的第二大作物樹種，因此酪梨樹的感染與死亡將造成重大經濟損失；而加利福尼亞洲及鄰近的墨西哥也是重要的商業化栽種酪梨區，若是疾病不幸向外擴散，則損害更大，開發及早發現病害的診斷方式，才有助於早期病害控制，減少產量損失。 　　狗的嗅覺比起人類更加敏銳，由於狗鼻子中藏有大量皺褶，能夠容納更多嗅覺細胞，使得狗辨別氣味的能力更佳，配合人類良好的訓練，就能夠在生活中提估各項協助。目前已經有搜救犬、緝毒犬、檢疫犬、導盲犬等憑藉著優異的嗅覺及靈巧的動作，幫助進行更細微的氣味判斷，找出人們不易發現的有害物質或避免危險；此外，也有部分犬隻藉由嗅覺協助飼主及早發現癌症或其他疾病之案例。佛羅里達國際大學(Florida International University)則嘗試利用犬隻的優異嗅覺進行樹木疾病診斷，訓練一隻比利時瑪利諾斯犬及兩隻荷蘭牧羊犬判斷感染萎凋病之酪梨葉氣味。經過訓練後的犬隻能嗅出病原及受感染的材料，在229次試驗中只有12次判斷錯誤，且於高熱與高濕度的環境中仍保有絕佳的辨識程度。【延伸閱讀】瑞士林學評大學研發玫瑰內部建構電線和電容器 　　此項研究顯示犬隻具有幫助人類找出如月桂萎凋病等農業病害之功能，未來或許可應用於商業檢測前期進行快速篩檢之用，加速病害診斷過程，相關研究發表於< HortTechnology>。

氣凝膠（Aerogel）是著名的輕材料之一，最早於20世紀30年代出現，因其多孔性、輕盈、吸收力強、導熱性差、吸濕性佳等特性，雖呈現固體外觀，但密度極低；由於以上獨特的性質，氣凝膠具有多種用途，包含油汙清潔、隔音、隔熱材料、吸收性醫療材料等。傳統上，醫療人員面對大量出血的傷患通常採加壓處理，依靠患者體內的血小板形成血栓，以減少血液流失的速度；而纖維素製成的氣凝膠能夠迅速吸收大量出血，並且填充於傷口附近，能夠更加迅速止血。【延伸閱讀】蝦殼有助於對抗耐抗生素的超級細菌 　　然而目前商業化製造的纖維素氣凝膠仍具有使用限制，除了需要長達15秒的時間才能完全膨脹，氣凝膠與血的親和力不佳，無法及時吸收流失的血液，因此仍具有相當大的改善空間。由於棉花纖維中含有大量的纖維素，且排列構造使其具有良好的親水性，因此新加坡國立大學工程學院使用棉花纖維作為原料開發出一款製造快速、價格低廉且環保的棉花氣凝膠。此款氣凝膠的注射器中含有殼聚醣(Chitosan)成分，注射後的氣凝膠可在4.5秒內完全膨脹，體積成長成原本的16倍，除了能幫助血液凝結，也具有較好的生物相容性，減緩患者過敏的機會。 　　除了良好的壓縮及回復效果，此款氣凝膠的製造時間只需8小時，比起現今的商業製造氣凝膠快20倍，更適合快速且大量的商業化生產，具有全面供給醫療及居家護理使用之潛力，相關研究發表於<Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects>。