針對現今人口快速增加，即將面臨的糧食不足問題，人工智慧(artificial intelligence, AI)技術是否可以應用於農業領域，協助解決此一難關?目前已有許多公司將AI運用於農業，提高農產品生產效率。 　　加拿大San Jose的Resson公司開發比人眼更精確的影像辨認系統，可偵察與分辨植物病蟲害疾病，Resson公司和McCain Foods公司合作，已將此技術運用於馬鈴薯生產線上，減少馬鈴薯生產之損失。 　　新成立的Orbital Insights、Descartes Labs、Gro Intelligence與Tellus Labs公司，利用人造衛星影像、氣象資訊、歷年生產資料，開發預測軟體。Tellus Labs公司表示利用此預測軟體可以比USDA報告提早一個月，得知生長季節中每日農產品之產量。 　　位於美國聖地牙哥市新成立的Slantrange公司，成功開發準確量測作物與雜草數量之影像偵測機，可使用於美國中西部與南非等植物種植較稀疏之沙質土壤地區，Slantrange公司近期與Bayer Crop Science公司合作，共同從事植物生產工作。 　　AI與農業機械結合最成功之案例是位在美國加州Sunnyvale的Blue River Technologies (BRT)公司，運用自動化辨視噴灑(See and Spray)系統，有效消滅棉田中的雜草。利用AI分析高解析度影像，辨認雜草種類與所在位置，精確噴灑除草劑，有效減少90%除草劑之使用量。【延伸閱讀】以次世代人工智慧技術加速孕育抗性作物品系 　　另外，AI也應用於植物生產領域上，孟山都(Monsanto)公司在玉米育種方面，利用過去累積15年之田野試驗資訊和分子標誌技術，預測並擬定在一年期田間試驗中，具有最佳表現型之育種策略，加速玉米育種時程，相較於傳統育種方式，孟山都公司藉此方式可擴大生產線規模達5倍以上。 　　AI在農業上之運用，目前已初見成效，未來仍需要農民與各界持續提供田間農作物資料，建立完整農業大數據資料庫。同時，期待AI此強大工具，在不久的將來，能夠在農作物品種改良、提高生產效率與產量方面，具有更多突破性之發展。

乳癌是女性好發的重要癌症之一，其中約有四分之一的癌細胞為HER2基因過度表現的類型。HER2基因(第二型人類表皮生長因子受體，英文Human Epidermal Growth Factor Receptor 2)位於人類的第17對染色體上，具有訊號傳遞及管控細胞分裂等功能；然而部分乳癌中的HER2基因則會過度表現，造成患者的癌細胞分裂速度較快、容易轉移、化療後易復發等情形。 　　東方人乳癌發生率較西方國家低，但移居西方國家後採當地飲食習慣的東方人發病機率與西方國家相似，故推測含ω-3脂肪酸較豐富的東方飲食能夠影響乳癌的發生；雖然目前尚未得知乳癌發生的主要原因，但若能了解飲食與癌症發生的關聯性，便能有效降低乳癌發生的風險。 　　ω-3脂肪酸屬於多元不飽和脂肪酸，這一類脂肪酸中最廣為人知的是α-亞麻酸(α-Linolenic acid, ALA)，二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid, EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid, DHA)。其中ALA能夠於亞麻籽等可食用種子、大豆等植物來源中取得；EPA和DHA則多存在於海洋生物中，如魚類、藻類和浮游植物等。目前已知如EPA和DHA等來自海洋的ω-3脂肪酸能抑制乳癌發生，但針對ALA的研究較少，因此加拿大貴湖大學(University of Guelph)人類健康與營養科學系投入研究，希望藉小鼠實驗比較不同ω-3脂肪酸對HER2+乳癌的影響。 　　實驗小鼠在腫瘤尚為發展前就食用不同的ω-3脂肪酸，直到二十週齡時記錄最終的腫瘤重量和體積，並分析小鼠體內相關基因的表現量，以探討飲食中添加ω-3脂肪酸對腫瘤發育的作用。透過實驗顯示，餵食魚油比亞麻籽油效果更佳，且ω-3脂肪酸可能經由阻斷腫瘤生長發育與免疫調節而減緩HER2+型的乳腺癌發生。【延伸閱讀】利用植物根部生產人類蛋白質 　　根據實驗推估，人類每週應食用兩到三份魚才能有類似效果；除了富含EPA和DHA的食物外，額外的補充劑和功能性食品也能幫助預防癌症。相關研究發表於<The Journal of Nutritional Biochemistry>，作者下一步將調查ω-3脂肪酸對其他乳癌類型的影響，以便確認此種脂肪酸是否能廣泛延遲乳癌發展。

瘤胃(rumen)是牛、羊等反芻動物四個胃室中的第一個胃，內部含有豐富且複雜的微生物生態，能夠幫助分解食物，因此維持瘤胃裡的微生物健康與正常醱酵對維持動物營養非常重要。然而瘤胃中的微生物相可能因成分、來源或環境等因素受到變動，故研究此微生物相的變化有助於了解反芻動物之生理情形。憑藉著分子生物學與基因體學的進步，針對微生物的相關研究也越來越多，因此於2018年發表在Nature Communications期刊的一項研究中，英國愛丁堡大學羅斯林研究所─Mick Watson 團隊與蘇格蘭農村學院─Rainer Roehe團隊共同合作，利用總體基因體學(Metagenomics)和Hi-C based proximity-guided assembly (Hi-C based PGA)進行43隻蘇格蘭牛(Scottish cattle)之瘤胃中微生物的DNA測序與組裝，接著交叉比對基因資料庫後，鑑定出913種微生物，且大部分的微生物屬於未曾發現的新物種。【延伸閱讀】科學家已開發出快速檢測病毒之可攜帶設備 　　研究團隊也表示，這些新發現的微生物能將植物轉化成動物所需的營養與能量，最後成為動物身上的肌肉蛋白(muscle protein)及分泌出的牛乳；未來不僅能協助研究提升肌肉或乳製品產量，增進糧食安全，也有極大的潛力應用於生物燃料(biofuel)與生物技術產業中。

區塊鏈技術是比特幣中的重要概念，能用來記錄所有的交易過程，其本質上為群體共享的數據庫，而群體中的人皆可察看與更新，但歷史紀錄則無法被更改。此技術使用於供應鏈中能提高其透明度，為促進全球漁業發展，區塊鏈技術將被用於改善鮪魚產業的可追溯性，以阻止太平洋周邊的非法捕魚活動。 　　世界自然基金會(World Wide Fund for Nature)、美國以太坊創始公司ConsenSys、斐濟技術初創企業TraSeable和鮪魚捕撈和加工公司Sea Quest合作，將於太平洋區域展開區塊鏈的試驗項目，預計利用區塊鏈技術追蹤鮪魚從捕撈到餐桌上的歷程，其目的是為了幫助禁止在鮪魚產業中非法捕魚和侵犯人權行為。【延伸閱讀】智慧手機與區塊鏈技術應用為打擊食品詐欺的新方法 　　相關追蹤在鮪魚被捕穫後立即開始，一旦捕到魚就在漁船放上可重複使用的RFID標籤(無線射頻識別，Radio Frequency Identification；RFID)，漁船、碼頭和加工廠的相關裝置能將各段作業訊息上傳。一旦魚獲受到加工處理，RFID標籤就換成較便宜的QR Code附到產品包裝上。QR Code中包含相關的區塊鏈記錄及原始的RFID標籤資料，減少整體過程中的標籤成本，使得捕魚產業中的中小型經營者也可參與其中。消費者只要運用智慧型裝置掃描產品上的代碼就能得知產品供應鏈上的所有資訊，雖然此次為首次將區塊鏈技術運用在太平洋地區的捕撈漁業，但Provenence公司和國際桿線協會(International Pole and Line Foundation；IPNLF)已有魚獲從印尼送到英國的成功案例，且Provenance還致力於使用區塊鏈追蹤棉花、時裝、咖啡和有機農產品等其他品項。 　　目前區塊鏈技術已開始改變既有的產品業務，為消費者提供更多採購決定的基礎資訊；且搭配供應鏈的高度透明性，將能有效消除非法捕撈活動與強化現有業者的管理方式。

四年多以來，Oliva博士及其團隊致力於破譯Xanthomonas oryzae pv. oryzae的遺傳密碼，此細菌能夠引起水稻白葉枯病(Bacterial leaf blight)的發生。水稻白葉枯病是世界上影響水稻的重大疾病之一，嚴重時可造成部分易感性品種70%的產量損失。雖然世界各地的水稻種植區都可能發生由X. oryzae引起的白葉枯病，但致病菌株的遺傳特性也因地而異，往往只能在大量爆發後才可對症下藥；因此長期以來，農民與科學家對於此種水稻病害的防治效果不彰。 　　以往的病害鑑定需要耗費大量的人力與時間，從現場的病徵觀察、多區採集，再到實驗室分離病原與後續分析，才能準確的計算病原數量與危害程度，通常需要花費數月甚至一年才能確定某地區的流行菌株。若能快速了解整個國內的病原群，那麼國內的水稻育種計劃可以針對這些毒性株特性進行篩選，以減少農民的種植風險。 　　國際水稻研究所(International Rice Research Institute，IRRI)開發了一種名為PathoTracer的革命性工具，只要將少許的葉片樣本到認證實驗室進行基因檢測，檢測結果由IRRI進行分析，如此便能將原本耗時一年的工作減少成兩週，農民在種植季節結束之前就能知道作物是否得病與病原資訊，並且獲得抗性品種之相關建議。由於PathoTracer可以同時計算數千個樣本，故可用於大面積偵測，也可搭配菲律賓水稻資訊系統(Philippine Rice Information System，PRIM)或病蟲害風險識別與管理(Pest and Disease Risk Identification and Management，PRIME)，以支持國家或區域作物的健康管理。【延伸閱讀】日本認定符合技術與安全規範基因編輯食品，將可採用既有之食品法規進行規範與販售 　　此外，IRRI有興趣將此基因檢測工具擴大到稻熱病與其他可能感染稻米的其他病原。目前PathoTracer已經在亞洲其他地區進行測試，國際水稻研究所預計於2018年初推行，預期PathoTracer將對全世界的水稻產生重大影響。

Rhizobium rhizogenes是一種根瘤菌目下的細菌，若植物傷口受到此細菌感染就會導致分支多、根毛多、無向地性的毛狀根(hairy roots, HRs)產生。毛狀根與正常的植物根不同，從受感染的植物上切斷後置於液體培養基中能持續生長，具有生長速度快、分化程度高與遺傳性狀相對穩定等特點。由於以上特點，無法順利於細菌等原核生物中表現的外源基因，可嘗試使用細菌感染植物產生的毛狀根作為表現外源蛋白與大規模增殖之工具，且目前已有人類基因於毛狀根表達而產生外源蛋白的例子。 　　脂肪酶是人類腸道中分解脂肪的酵素，有些人由於天生的染色體缺陷而缺少胰脂肪酶，這種缺陷會導致囊狀纖維化(cystic fibrosis)，造成呼吸道、胰臟、腸胃道、汗腺等外分泌腺器官功能異常，進而增加感染跟發炎的機會。一般會給此類患者補充從動物性來源的胰脂肪酶，但動物性產品具有傳播病毒或普里昂蛋白等風險；故以植物生產酵素以作為人類治療補充劑是未來需要發展的替代方法。【延伸閱讀】伴侶動物對居家醫療的貢獻潛力 　　本研究利用油菜(又稱蕓薹，學名為Brassica rapa)的毛狀根作為產生人類胰脂肪酶的工具，利用生長劑2,4-D(2,4-dichlorophenoxyacetic acid)刺激毛狀根，產生類似癒傷組織的構造。此外，相較於未處理組，在添加2,4-D的毛狀根培養基中偵測到兩倍以上的脂肪酶活性，表示這些組織可能有助於生產大量的外源性蛋白質；作者建議將以上使用毛狀根生產蛋白的方式系統命名為「rhizocalli」，相關內容發表於Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)。

包含皇家防止虐待動物協會(Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals；RSPCA等大型的動物福利與保護相關組織要求為養殖雞提供更好的福利標準，以解決肉類密集且大規模生產時面臨非人道條件的問題。RSPCA的農場動物福利專家Sophie Elwes表示：儘管雞肉需求量迅速增長，但大部分養殖動物的福利卻沒有改善，快速而集約化的養殖條件可能導致動物健康受到損害，如心血管疾病或部分殘疾等。 　　雞的肉類產量比其他任何養殖動物更高，英國每年就宰殺9.5億隻，全世界每年約屠宰500億隻。而目前預估這些數字將迅速增加，到2020年成為世界上最大的肉類來源。以速食店為例，連鎖餐廳麥當勞(McDonald's)本來以販售牛肉相關產品為主，但現在銷售的雞肉比牛肉多，且預計到2020年的採購量將是現今的10倍以上。 　　名廚Oliver和Fearnley-Whittingstal強調基本的房舍、空間和環境等因素與養殖雞福利有重要關聯；但RSPCA認為，為加快販售時間而採用快速成長的性狀選拔可能對養殖雞的福利影響更大，因為消費者已養成了快速取得廉價雞肉的習慣，改變了傳統養雞產業的面貌。另外RSPCA最近的民意調查顯示，購買雞肉的10人中約有8人(86％)希望市場能夠確保銷售的所有雞肉皆符合高福利標準。新的福利標準規定養殖區域需要禁止屠宰期間非人道作業、有機繁養殖與良好的活動空間等條件，而目前英國只有被標記為RSPCA Assured的產品符合所有生產的新標準。【延伸閱讀】世界動物衛生組織最新的研究報告顯示全球已逐漸落實動物抗菌劑的用藥安全及監控管制 　　Marks & Spencer是英國最具代表性的連鎖商店之一，其中農業主管Steve McLean表示，動物福利是公司業務的核心之一，且企業具有社會責任去推動新的標準。因此將於1月份開始一系列的試驗，以測試動物福利新標準於商業化農業供應鏈中的工作模式。可持續餐飲協會(Sustainable Restaurant Association)執行長Andrew Stephen表示未來將努力加快更高標準飼養禽肉的採購和服務。

根據國際糖尿病聯盟(International Diabetes Federation)的統計數據，埃及是全球成人糖尿病人數排名前十的國家之一，國家每年花費超過14億美元於糖尿病及其併發症(包含高血壓、高膽固醇、心血管及腎臟疾病)之病程控制，而患者本身也需要負擔龐大的醫療費用。 　　水飛薊(又稱奶薊，學名為Silybum marianum)屬於傳統草藥的一種，中醫認為其具清熱利濕及疏肝利膽等功效，中世紀歐洲也用其治療肝脾阻塞及黃疸等症狀。而水飛薊內部所含的水飛薊素(silymarin)是一種多酚類化合物，被認為具抗發炎、抗氧化與抗癌等特性，或許能用於減緩肝病、癌症或糖尿病等疾病。但是水飛薊素在水中溶解度較低，於腸道內吸收較差，食用後大部分直接排出，無法有效被人體利用。 　　埃及曼蘇拉大學(Mansoura University)藥學院與開羅Zewail科學技術城合作，使用pluronic微胞(pluronic nanomicelles)作為水飛薊素的載體，能有效提高水飛薊素的水溶性，進而增加其生物利用度。經實驗證實，此技術能顯著改善第二型糖尿病之小鼠抗高血糖、血脂與抗氧化的能力。【延伸閱讀】ω-3多元不飽和脂肪酸可幫助減緩乳癌發展 　　此種奈米包覆技術開展了藥物研究的嶄新里程，然而，確定其臨床研究的有效性與安全性亦十分重要；故研究團隊後續仍會持續追蹤水飛薊素於動物體內的影響，以便了解水飛薊素於胰島細胞的作用機制，並與其他既有藥物進行比較，希望未來能夠提供新的藥物療法供患者選擇。 　　相關文章發表於Future Medicine出版的Nanomedicine

美國多數農場採行大面積、粗放式農業，過大的場域容易造成管理不便，因此多用大型機械進行播種、施肥、除草、收穫等農業行為；而早期的大型機械需要駕駛在機器上控制，駕駛技術與安全性備受考驗。 　　比起自行培養專業技術人員，加強自動化可能是更快的選擇。因此美國愛荷華州技術公司Smart Ag開發了革命性的AutoCart軟體，為農業自動化打開了新的大門。AutoCart配合SmartHP可作為一組即插即用的系統，可以使現有的農場機械自動化，並兼容任何品牌或組合。 聯合作業人員需在現場設置各段卸載位置、調整穀物車與收割機的速度和方向，透過應用程式載入後就能精確同步化兩種機器的作業，使得農民可以一人完成傳統需要兩名熟練作業員的工作。【延伸閱讀】日本自動駕駛耕耘機之開發 　　此種使用現有機器且配合無人駕駛的技術突破，能夠解決收穫其勞動力短缺之問題；此外，農民從「操作者」轉化成為「監控者」角色，並且更加提高工作效率與能力。最近Smart Ag在玉米和大豆收穫期間於中西部農場完成AutoCart綜合測試，此技術可能透過提高生產力、安全性與利潤，為大型農場的作物生產帶來重大改變。 　　該公司認為，農業不應該再由設備決定生產利潤高低，而應該提供多種技術與工具供農民選擇，搭配正確的知識與技術，才能有效提高營運能力。

纖維素(cellulose)為植物、藻類及細菌產生的一類胞外多醣，是構成細胞壁(cell wall)與生物膜(biofilm)的重要成分，也是地球上最豐富的生物性聚合物。纖維素使用範圍廣泛，從紙張到建築材料均可見其蹤跡；除此之外，還能作為生產生質酒精的起始材料。 　　生質酒精可以從玉米等含糖量高的農用原料製造，但會壓縮到玉米的糧食用途，且以往將分解纖維素成葡萄糖會消耗較多成本。美國史丹佛大學(Stanford University)化學系和德國柏林漢堡大學(Humboldt-Universität zu Berlin)的微生物學研究所合作，發現了大腸桿菌製造的新型纖維素-PEtN cellulose (phosphoethanolamine cellulose)，此研究將可幫助減少纖維素轉化的時間與擴展其用途。【延伸閱讀】魚鱗膠原蛋白有助血管傷口癒合 　　細菌所分泌的生物膜具有良好的彈性與張力，可增強細菌抵抗逆境的能力。大腸桿菌(Escherichia coli)分泌的生物膜中具有特殊修飾過的pEtN cellulose，屬於兩性離子聚合物，經固態核磁共振(Solid-state nuclear magnetic resonance)鑑定後發現，phosphoethanolamine group的修飾與BcsE-BcsF-BcsG等跨膜訊號分子的傳遞相關。此外，這種特殊纖維素不易形成晶體且較易溶於水，作者認為利用此種纖維素作為生質酒精的生產原料將會使得轉化過程更加順利。另外，此發現可能還能幫助醫療應用，由於生物膜與細菌的抗藥性具有密切關連，若能將研究發現的纖維素修飾基因作為標靶，或許能為人類提供新的感染治療方法。 　　相關研究發表於Science

由歐盟Horizon 2020 programme研究與創新計畫出資的其中一個子項目，稱為Data-Driven Bioeconomy(DataBio)，為芬蘭VTT技術研究中心(VTT Technical Research Centre of Finland)所負責。DataBio的主要目標是研究、分析與展示從環境收集的大量數據資料，並將其應用於現有的農業、林業與養殖業中以減少資源浪費，並保護環境的永續性。 　　DataBio的參與者來自17個國家，包含比利時、捷克、德國、西班牙、挪威、波蘭、意大利、希臘、以色列、荷蘭、丹麥、瑞士、英國，愛沙尼亞、法國和羅馬尼亞。從2017年開始進行為期三年的計畫，預計在26個試驗點開發測試更優良的收集、分析與使用程式，而相關的大數據技術成果能再創新的商機。 　　在以精準農業為目標的試驗點中，根據當地氣象站、衛星和放在各處的感測器進行田間測量以收集數據，數據分析後可提供做為作物生長管理的依據，以便遠端控制農業機械進行播種、施肥和其他操作；而漁業的部分則聚焦在熱帶鮪魚與北大西洋的小型遠洋漁業，希望幫助節省成本及提高漁船效能。除了有前端的技術開發，後方用戶端、生物經濟和技術研究機構以及其他專家也將持續合作，整合出最適合市場使用的大數據計算與觀測方法的相關技術、工具與服務，將DataBio化為世界上最先進的大數據平臺。【延伸閱讀】EuroTier展示會的動物養殖數據技術應用案例 　　此計畫總預算為1,620萬歐元，預期成就包括:提升生物經濟的生產力、擴張大數據技術提供商在生物經濟相關領域的市場、提高大數據技術在生物經濟中的使用、密切與BDVA(Big Data Value Association)合作、連結此計畫與其他大數據相關的活動等。

自二十世紀以來，腫瘤與癌症已成為人類健康的主要殺手之一，而且自民國71年起癌症與惡性腫瘤持續成為國人十大死因之榜首，在國際上僅次於心血管與代謝疾病。癌症的治療手段之一為化學療法(Chemotherapy)，利用特殊藥物進行全身性治療；由於藥物本身帶有毒性，故在毒殺或抑制癌細胞生長時也會影響到病人身上的正常細胞，造成服用後嘔吐、脫髮、身體不適等副作用。 　　金屬元素廣泛存在於環境，醫學上常有使用金屬協助醫療的情況，例如氫氧化鋁作為胃部制酸劑、鐵用於貧血治療、鎘用於顯影劑等。近年來，金屬錯合物與金屬酵素也逐漸作為醫療用途。英國的華威大學(University of Warwick)開發了使用鋨(Osmium，Os)的催化性抗癌金屬藥物，幫助人體體抗癌細胞。 　　鋨屬於非常穩定的過度金屬，此研究使用的鋨複合物[Os(arene)(TsDPEN)]藥物命名為JPC11，搭配適當劑量的甲酸鈉催化後，測試其對卵巢癌與前列腺癌的效果。JPC11針對細胞的代謝途徑進行攻擊，加快丙酮酸轉換成乳酸的速度，導致細胞的破壞；且JPC11對癌細胞有更好選擇性，能減少藥物對正常細胞的影響。【延伸閱讀】來自剛果植物中的化合物對抗胰腺癌細胞的應用潛力 　　鉑類化合物是目前應用最廣泛的癌症化療藥物，但卵巢癌此藥物抗性已逐漸提高，而JPC11可以在體內循環利用，重複攻擊癌細胞。此外甲酸鈉可在許多天然來源中取得，例如蕁麻和螞蟻，若是結合兩者運用，將能引導未來的抗癌藥物往更小、更有效和更低劑量的方向施用，進而減少化療的副作用。 　　相關研究發表於Nature Chemistry