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主題專區
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2018/02/07
繼1997年「桃莉羊」利用「體細胞核移植」技術複製成功之後,20種以上之哺乳類動物複製也相繼成功,但是卻一直無法複製與人類相似的靈長類動物。生物學頂尖國際學術期刊Cell於2018年1月25日在官網上發表封面文章,中國大陸中國科學院神經科學研究所利用「體細胞核移植」(somatic cell nuclear transfer, SCNT)技術,成功複製2隻靈長類長尾獼猴(Macaca fascicularis),透過此技術未來將建立非人類之靈長類動物研究模型,加速人類遺傳疾病之新藥開發進程。   中國科學院研究團隊於本次研究中關鍵成功因素,在於採用胚胎猴的「纖維母細胞核」(fetal monkey fibroblast)做為細胞核之來源,而非成猴的「卵丘細胞核」(cumulus cells),並且利用表徵遺傳調節子(epigenetic modulators)促進胚胎細胞發育,因而大幅提高長尾獼猴之懷孕成功機率。研究團隊將胎猴纖維母細胞胚胎,植入21隻代理孕母體內,成功誘使6隻母猴受孕並產出健康的2隻小獼猴。顯示此法可使細胞較容易發生重新編程(reprogramming),成為全能性的胚胎細胞,提高體細胞核移植後成功複製的效率,且能規避掉因基因編輯衍生的脫靶效應(off- target effect)等非專一性調控之相關問題。【延伸閱讀】最新的研究發現迷你豬在野豬族群擴張的過程中扮演重要的角色   此項技術不僅為生物學帶來新的突破,也可用於精進其他複製動物的相關實驗,或許能拯救瀕危物種,維持環境中的生物多樣性。未來亦可應用於人類新藥開發前期之試驗研究,以模擬人類疾病之複製猴研究模型,來提高藥物功效之準確性,預期可加速人類於阿茲海默症、自閉症、免疫缺陷、腫瘤、代謝性等疾病之新藥開發時程,為生醫領域開啟新的里程碑。
2018/02/06
傳統農用機械以柴油引擎為主,近年為解決空氣汙染問題而開始發展電動農機,但目前電動農機扭力不足,以至於無法滿足田間實際作業,也會因為負重過重而影響到車速,無法達到使用者對搬運速度的需求。 由國立嘉義大學(簡稱嘉大)艾群副校長帶領的嘉大團隊、國立成功大學團隊及南臺科技大學團隊以西螺果菜市場作為計畫發想地,思考如何讓農業機械可以田間運用又能在果菜市場運行卻不造成空氣汙染,團隊發現汽車採用的油電混合混合系統技術尚未被應用到農業機械上,從車輛發展的觀點來判斷,油電混合系統是農業機械未來發展趨勢。 以西螺果菜市場作為計畫發想地 農委會期望透過「推動農業科技產業全球運籌計畫」,讓我國在面對全球經濟快速變化時,可以讓國內農業從單純的生產型,轉變為有應用加值創新的產業,因此於2015年開始輔導研究團隊投入「農用柴油引擎油電混合搬運車研發」,將油電混合系統應用在農業機械上,滿足動力需求,並且降低汙染以及耗能。 研究團隊選定西螺果菜市場作為計畫發想地,這裡是全臺最大的果菜批發市場占地4公頃左右,每天蔬菜交易量高達1千公噸,場內蔬菜主要來自於附近產區採收、販運商從全國各地收集,以及山地蔬菜直接運至市場銷售。 市場建築屬於半密閉空間,場內運送貨物除了機車、貨車外,就是柴油拼裝車作為主要運輸工作,但目前西螺市場內使用的柴油拼裝車是單缸引擎,在運轉時會發出巨大聲響並排放出陣陣黑煙,造成空氣汙染問題,如能同時兼顧農田搬運及果菜市場內運輸,將獲得農機使用者青睞。 依照實際需求選擇動力模式 研究團隊先找出搬運機中容易製造大量煙霧的位置,導入油電系統減少排煙量,並考量使用者學習新型機械的狀況,因此以現行農用搬運機作為範本,在不更動操作介面的情況下進行油電混合系統架設,並新增過去農用搬運機缺少的儀表板,希望操作者能以最短時間上手使用。 團隊成員表示,臺灣早在6、7年前就已推動電動農業機械,雖然電動方式是對環境最好的選項:無汙染、無噪音,但是對農民來說電動農機有續航力以及充電問題,96V電動馬達電池在過度放電的情況下,平均壽命僅有6~8個月且電池售價達10萬元,對農民來說是不小的成本負擔。 這是國內第一部自製研發油電混合動力系統的農用搬運車,以柴油引擎動力為主,電力為輔,有純電、油電混合、純油三種模式,適合在果菜市場、農用道路或是農田等地使用,負重量可達1千公斤。電力是採用48V電動馬達電池,道路行駛時,可以透過柴油引擎動力替電池充電,除了可以縮短充電時間外,還可以避免過度放電延長電池壽命,保守估計電池壽命可長達2至3年,價格約落在2萬元左右。 開到一半沒電,還有柴油可以支援 農用柴油引擎油電混合搬運車的柴油使用量與傳統搬運機車輛相同,電池從完全沒電到充滿時間大概需要10個小時,本次研發車輛應用快充技術以及電池雙向平衡充電技術,在夜間可以透過研發的快速充電器EV Charger針對搭載的48V電動馬達電池進行快充。另外系統也會在日間行駛時依據電力需求,進行48V-to-12V降壓充電,供給車用電子設備電力(12V電池),或是在48V電池耗盡後進行12V-to-48V升壓充電,回充48V馬達電池。 團隊成員指出,使用者還是會擔心電動車行駛在路上故障或是沒電,車輛故障可能會造成新鮮蔬果被太陽曬壞或是阻礙果菜市場的通道,油電混合混合車能提供車輛另一種動力選擇,不用擔心沒電或是其中1項動力故障。值得一提的是,車輛搭載48V電池,若在農地等潮濕環境發生車輛漏電狀況,觸碰車身不用擔心會對人體造成致命傷害。 未來可望拓展外銷通路 研究團隊開發農用柴油引擎油電混合搬運車的過程中,發現目前沒有測定混合動力的法規,為了要測定這臺搬運車的動力而發展出「一種提供混合系統動力最佳化的性能測試平台」,正申請發明專利中,未來可以提供類似車輛進行動力檢驗。 此農用柴油引擎油電混合搬運車已技轉晟豐農業機械公司,業者表示會希望採用3期環保引擎降低空氣汙染,並改善農機實用性。團隊成員表示,從純電切換為純油狀態時,需要等待引擎啟動而有時間差,未來期望能進一步改善。 研究團隊看好國際市場,指出先前國內展覽已有國際廠商接觸,希望可以購買,目前最大目標為改良引擎,使其更環保,並減輕車體重量,讓油電混合搬運車更節能。 【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
2018/02/02
近年來智慧型裝置使用越趨普遍,配合多元開發的應用程式,能提供更即時與方便的功能,加上各國正致力於推動於智慧農業與科技化,若能結合普羅大眾手邊的行動裝置,將能使農民更加便利行事。   美國愛荷華州立大學(Iowa State University)提供畜牧生產者一個新的應用程式-ISU Livestock Crush Margins,可用來評估畜牧業的生產成本。程式使用Crush margin(CM)計算,以動物銷售價格減去大豆或玉米等飼料期貨合約價格,再扣除原先購買的動物(例如斷奶的仔豬或仔牛)成本,得到最終利潤率,這些資訊隨著使用時間增加,能夠每週更新紀錄,累積起來就成為長期的利潤變化趨勢,幫助使用者找出最適合銷售的時間。   由於動物的買入價格和飼料成本佔了畜牧業總投入成本的絕大部分,因此隨時計算與評估利潤變化有助於長期監測市場變化。此應用程式能讓使用者自行輸入數據,且不受時間與地點影響,兼具靈活性與便利性;雖然計算出來的數值並非絕對性指標,但可用於比較與回顧歷年的生產表現與營運趨勢,利於未來的營銷與生產風險管理。【延伸閱讀】煤生物轉化的模型預測   相關計算資料與程式請參考連結
2018/02/01
臺灣地狹人稠,高密度的飼養無可避免加快流行病在禽畜中的傳播,也會影響禽畜的生長情況。事實上,和人一樣,禽畜都需要妥善的營養照料。在農業科技的進程加持下,新劑型維生素的誕生,不僅有助降低抗生素用量,還能增強禽畜抵抗力,促進生長效果。 臺灣的畜牧技術已相當先進、成熟,藉由育種技術,也成功培育出成熟時間越來來越短、抗病力越來越強的雞隻品種;在先天環境的條件限制,高密度飼養卻也是難以改變的現況。而所有的禽畜,都和人一樣,都是要「預防重於治療」,在飼料中添加優質營養劑,增強吸收率,就能幫助農人飼養出最好的畜產肉品。 藉由行政院農業委員會啟動的「推動農業科技產業全球運籌」計畫,貿立實業公司申請執行「農業業界科專計畫」,完成的新劑型奈米微乳化維生素技術開發,強化飼料添加物品質,為飼養業者開創飼料添加物新選擇,有助於飼養者因應禽畜各種緊迫狀況及不同生長階段與飼養環境的營養需求。 應用奈米微乳化技術,降低飼養風險與成本 具有獸醫師背景的貿立實業董事長劉學文,致力於臺灣畜牧產業發展,全心投入動物飼料營養相關產品,自成立以來,就不斷力求突破,希望協助業者提供更高品質的肉類產品,同時大幅提升動物的營養狀態與健康。貿立提供許多解決方案,讓動物重量均勻增加,減少仰賴抗生素,並增強禽畜從飼料吸收營養素的能力。迄今,在禽畜營養的專門業務上,已建立包含有機礦物質合成、微生物發酵、營養配方設計、功能性營養劑生產及國際貿易業務等5個平臺。 「貿立實業為改善一般維生素粉末或傳統液體維生素溶解度低的問題,及提升維生素於動物體內之吸收效率,開發出水包油(Oil in Water, O/W)技術,並成功研發出畜禽用奈米微乳化型態液體維生素。」產品營銷經理李穎儒進一步表示,「這項技術主要是將脂溶性維生素包埋於水分子中,形成水包油的特殊球型結構體,因此在水溶液中能以任意比例溶解,具有高溶解度及高透析性。 而經由試驗研究結果顯示,新劑型奈米維生素可在半小時內被蛋雞與肉雞快速吸收,吸收速率較一般液態維生素需1.5小時顯著提升,同時可提高蛋雞與肉雞對維生素之利用率及飼料換肉率,提升蛋重及肉雞體重,並能適時改善蛋雞與肉雞處於緊迫壓力時所發生之生理狀態與反應。」 換句話說,透過此新劑型奈米維生素之生產技術開發,不僅可穩定生產含充足維生素且功效穩定之飼料添加物,強化飼料添加物品質,還能降低飼養戶之飼養風險與成本。 無抗養殖營造安心健康成長環境  除了首創應用奈米微乳化技術,推出新劑型奈米維生素「益維寶」外,貿立另還推出酚多精(液劑)、酚多精S(粉劑)系列產品,結合多種植物精油和漢方植物萃取成分,用來取代傳統抗生素或降低抗生素用量,並提供客製、定性化產品。 「天然的植物精油與漢方中草藥,如薄荷、板藍根等,本來就具有一定程度的預防效果,不僅針對疾病可治標治本,相對抗生素也更安全,及不易產生抗藥性及藥物殘留問題。」李穎儒說,「這樣不但有助於降低畜牧養殖各類發炎,如呼吸道疾病、生殖系統等問題,對於緊迫症狀,像是病原菌、疫苗過敏、高溫、併欄、運輸等,也同樣具抑制病原菌生長與發炎生成的作用,達到無抗養殖的目標。」,「2018年將會推出抗熱包覆酚多精產品,對粒狀飼料具有更高的功效。」 「現今食品安全問題,突顯出建立健康畜產養殖的重要性。」曾任職財團法人農業科技研究院動物科技研究所,現為貿立實業資深市場經理的劉昌宇博士指出,現代人雖然非常重視肉品安全,卻忽略一個最重要的根本,「其實從養殖禽畜的建築、環境的溫度乃至其餵飼的飼料都與禽畜的優劣息息相關嗎?」就如同英國俗諺說:「You are what you eat」,意指吃進什麼樣的食物,就決定什麼樣的身體,我們想要吃到健康安全的食物,也得讓禽畜在安心健康的環境下成長。 「事實上,只要友善飼養指標達成時,高品質與安全的肉品自然隨之而來。開闊的飼養空間降低疾病的發生率、在地取食避開飼料添加物中的藥物與抗生素,更增添肉品風味、人道屠宰與低溫處理則確保肉品在分切過程中不受微生物汙染,保持鮮度與口感⋯⋯這都是顯而易見的道理。」劉昌宇表示,不過臺灣受限於先天條件,實在難以達成這樣的飼養方式,「所以我們希望為禽畜爭取福利,讓他們能夠透過優質的營養品,健康安全的成長。」 媲美歐美日大廠品質,前進國際佈局 目前,貿立實業從研發、生產至通路,掌握禽畜營養一貫化作業,導入ISO9001品質管理系統及HACCP危害分析重要管制點,且自行設置營養檢驗室,以確保生產及管理系統上,能符合國際規範及食品安全的管制,不僅品質媲美歐、美、日,更受到大陸及東南亞等市場青睞,並已於菲律賓取得登記販售,積極於越南、印尼、泰國及馬來西亞進行佈局。 就如歐盟國家推行「同一健康」的概念,禽畜的健康直接影響消費者的健康,安全只是產銷履歷最基本的承諾,其他像是友善環境、禽畜福利之生產管理等,其實也是消費者應該重視的環節,從產地到餐桌,絕對是對健康的最佳投資。 【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
2018/01/26
英國哈珀亞當斯大學發現,在牛飼料中添加微藻也可以增加牛奶中的長鏈Omega-3脂肪酸含量,提升奶酪、優格等以牛奶為基底的乳製品中所含的營養,同時也降低了產品中飽和脂肪酸的含量。
2018/01/25
石斑魚屬於高經濟魚種,但因石斑魚容易感染致命性疾病,也讓相關業者頭痛不已,農委會水產試驗所海水繁養殖研究中心主任葉信利帶領研究團隊從民國99年投入石斑魚模場技術建立,期望能夠解決疾病問題,近兩年團隊還引入智慧化管理、開發新魚種完全養殖技術,試圖為不穩定的石斑魚市場開拓出一條新路。 透過模場建置,期望達到三防目標   民國98年行政院核定「石斑魚產值倍增計畫」,從制度、研發、行銷等面向都有一定程度的規劃,當時臺灣石斑魚產業蓬勃發展,但疾病問題也隨著產業發展逐漸嚴重。水試所在民國99年投入石斑魚模場的技術建立,為了解決疾病問題,水試所提出要朝向整場輸出的方向發展,便著手進行研究。   民國103年開始,行政院農業委員會推動「推動農業科技產業全球運籌計畫」,輔導各單位在面對全球市場劇烈變遷時,能夠促進農業產業創新,因應市場變化。因此農委會水產試驗所海水繁養殖研究中心團隊便負責執行「石斑魚養殖模廠技術之建立」計畫,更進一步朝強化建構生物安全設施、健康種魚篩選、乾淨餌料生產、白身苗生產以及中間育成標準化作業流程等技術,來推動石斑魚模場產業化,達到整場輸出目的。   葉信利表示,當時提出計畫規模是現今模場兩倍大,後來因經費問題僅建設一半,但是仍保有當時規劃的育苗、中間育成、養成等設施。希望透過模場改善石斑魚的生產品質、降低氣候變遷的影響以及水平感染的機會,達到防寒、防熱、防疫三個目標。 杜絕石斑魚垂直感染,從種魚篩選做起   研究團隊這幾年監測模場溫度,發現室內外溫度差異可達攝氏4~6度,寒流來襲時,室內溫度可維持在攝氏16~18度,105年霸王寒流來襲,模場石斑魚完全沒受到任何影響。面對室內場可能會帶來的高溫影響,團隊成員笑著說,模場建置時,防熱其實是相當關注的焦點,因此室內場中有架設多組抽風扇協助夏季的溫度調節。   但環境溫度控制對團隊來說並不是最大的困難點,由於石斑魚會經由垂直及水平感染病毒,每個生產環節操作都顯得很重要。葉信利表示,垂直感染的關鍵是來自於種魚帶原,以龍膽石斑來說,民國89年海水繁養殖研究中心就開始為場內的龍膽石斑植入晶片、檢測是否有帶原等,只要發現有帶原病毒就會捨棄該尾石斑魚,透過16年養殖管理以及從育苗系統檢測子代是否帶原等方式,來篩選健康種魚。 水質、餌料、人員進出都是水平感染途徑   垂直感染需要長期對種魚監控,防止種魚帶原病毒。但水平感染途徑相當多元,只要「接觸」就有機會影響石斑魚,因此研究團隊針對石斑魚開發乾淨餌料生產系統,篩選不帶原的橈腳類、輪蟲進行養殖,並使用益生菌及光合菌進行生物培養,目前一批次餌料生物可供應50萬至100萬尾石斑魚苗食用。   與石斑魚息息相關的另一部分就是水質問題,過去水質可透過臭氧、UV、電解水、化學藥劑等方式進行處理,研究團隊發現,近年機械成本降低,電解水是具有經濟效益且穩定的處理方式。目前場內電解水設備1小時可處理100噸用水,而全場僅需1200噸的用水量,葉信利指出,實際檢測電解水後,發現裡面不會有其他生物及病原,水質也有符合標準。   最容易被大家忽略的水平感染途徑就是人員進出,病原可能會隨著人員進出而入模場中,因此人員進入模場前會先經過獨立空間消毒,以降低甚至是摒除不必要的風險。葉信利說,透過多項環境控制,石斑魚育苗率可以達到7~10%,是平均育苗率(1~3%)的3倍。 開發新型魚種,提升產業競爭力   葉信利指出,過去石斑魚相當興盛的年代,也有許多業者以生產為目的進行模場建設,但是經濟效益不如想像中好。若以一條龍生產模式進行估算,會發現到魚苗及中間育成階段具有市場競爭力,但是於養成階段則容易受到市場售價影響。   近年臺灣石斑魚價格起伏不定,研發新魚種養殖技術已是當務之急,目前研究團隊建立新興石斑魚種褐石斑完全養殖技術,葉信利表示,褐石斑在日本是屬於高價石斑但產量少,經過團隊測試後發現褐石斑可以在攝氏5~32度間活存,屬於可以面對氣候變遷的魚種,但因生長速度緩慢需要透過育種克服,目前已利用雜交技術希望培養出耐低溫、長得快的石斑魚種,期望能站穩繁殖腳步來開拓新市場。 引入智慧化管理,未來模場將應用高經濟魚種   石斑魚模場正在試驗自動化、智慧化管理,透過置入水中的監測儀器可隨時了解養殖池水的狀況進而降低風險,另外也利用水中攝影機觀察石斑魚攝食狀況,減少不必要的餌料消耗。葉信利表示,引入智慧化管理會提高成本,但是能節省人力、穩定水質,產生的效益很可觀,但智慧化與傳統管理的平衡點還需要再經過測試與計算。   石斑魚模場也在近年的石斑魚價格不穩定狀況中,逐漸轉向海水魚模場的形式,葉信利說,除了石斑魚外,像是笛鯛、東星斑等都是高經濟魚種,模場可因應不同的海水魚種進行修正。目前研究團隊打算從智慧化管理過程中蒐集大數據,計算運用智慧化管理進入模場後能達到的實際效益,期望一兩年後能夠有結果,之後就會著手建立相關資料及生產模式,納入更多高經濟海水魚種來加以運用。   【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
2018/01/24
蛋白質為人體必要的營養來源之一,傳統畜牧業與漁業提供了絕大部分的動物性蛋白質,蛋白質飼料來源則歸功於豆類與玉米等作物;然而現今全球人口數量持續上升,使得蛋白質需求量逐漸提高, 一般的肉類生產系統會消耗大量的能量、水與土地資源,因此找尋節能且有效的飼料替代物為當務之急。   巴西為禽類蛋白質的主要出口國之一,先前的肉雞生產評估顯示,飼料生產時的間接用水占產業總用水量的99%。雖然家禽生產肉類的效率比牛羊等畜牧動物高,但其衍生之環境汙染與自然資源的消耗都會限制產業的擴大範圍。故研究人員嘗試用昆蟲作為替代性飼料的蛋白質來源,希望幫助減少生產時的能量損耗,以提高經營家禽產業的永續性。   巴西的里約熱內盧聯邦大學(Universidade Federal do Rio de Janeiro;UFRJ)選擇利用黑水虻(Black Soldier Fly Larvae;BSFL)加工成昆蟲粕,並與原家禽生產系統所使用的豆粕進行比較,以能值(Emergy)評估系統中的能量損耗和使用效率,並以焦耳(seJ)表示。此系統涉及三個步驟,包含a)建構系統中的能量利用流程圖,並設定主要組成部分與邊界;b)在能值評估表中記錄數據;c)計算能值指數後討論結果。   研究人員發現,使用昆蟲粕(insect meal;IM)的轉換效率為78,408sej/J,而豆粕(soybean meal;SBM)則為191,899sej/J,顯示昆蟲粕的能值轉換率(transformity: emergy per energy of the product)較豆粕提高144.74%,可再生性(renewability)提高了45.64%。此外,使用昆蟲粕的環境負荷率(Environmental Loading Ratio;ELR)較豆粕減少1.91到1.04,而能值可持續性指數(emergy sustainable index;ESI)從0.86提高到0.96,家禽產量亦有增加。 相關實驗計算結果代表BSFL昆蟲粕能有效提高巴西家禽產業生產的永續性,雖然目前尚有法規與商業規模的生產限制,但隨著資源越趨稀少,昆蟲飼料技術具有未來家禽業之高度應用潛力。【延伸閱讀】昆蟲添加劑可能作為對抗家禽傷寒的工具   相關研究成果發表於Journal of Cleaner Production
2018/01/22
屍胺(Cadaverine;CV)是一種具有腐臭氣味的化合物,在動物身體組織腐爛時因蛋白質中的離胺酸(Lysine)脫去CO2而產生,高濃度屍胺會呈漿狀甚至結晶狀,能於空氣中發煙並具有一定毒性。生肉、生魚或其他海鮮放置一段時間後會逐漸腐敗,在腐敗初期由於內部所含屍胺甚少,因此無法經由外觀或氣味辨識;雖然可藉由烹煮殺死食物中的細菌,但屍胺等腐敗胺類卻無法消除,導致食用後的食物中毒與過敏現象。目前屍胺可利用酵素免疫分析法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay;ELISA)、高壓液相層析法(High Performance Liquid Chromatography;HPLC)、比色法等方法偵測,但各國並無相關腐敗胺類的統一規範。   由於一般使用的偵測法需要高度的專業性與實驗室儀器,無法提供監測食品安全的即時性,故韓國首爾大學(Seoul National University)開發了功能性生物電子鼻(oriented nanodisc (ND)-functionalized bioelectronic nose (ONBN))能用來檢測生鮮食品樣本中的屍胺。其中的生物性受體來自於斑馬魚中對屍胺敏感性高的受體膜蛋白TAAR13c (trace-amine-associated receptor 13c),將相關基因放入大腸桿菌中製造大量蛋白,純化後放入nanodiscs,藉由nanodiscs穩定膜蛋白結構與生理功能,之後再結合奈米碳管薄膜場效電晶體(carbon nanotube-based field effect transistors)形成高靈敏度的生物電子鼻。【延伸閱讀】牛肉經分解而得的多肽可以減少苦味   雖然早前已有研究指出斑馬魚中含有對屍胺具高度親合性的受體,但遲遲無法突破完整分離與穩定此受體膜蛋白之技術,故此技術可視為機械與生物功能性結合的相關案例之一;雖然初步測試只有檢測食品新鮮度,但未來電子鼻或許可應用至偵測食品防腐劑含量或甚至發現屍體,幫助警方辦案及救災使用。   相關研究發表於美國化學學會的ACS Nano
2018/01/19
1千多年前,中國就已經有馴養金魚作為觀賞用途,隨著科技進步,觀賞水族的範疇已經不僅限在過去認知的金魚,也拓及到蝦類、貝類,甚至是頭足類。 但近年來大家逐漸重視觀賞水族生物的原生棲地保育問題、能否適應水族缸內的生活環境,以及這些生物有沒有經濟價值,各個專家學者開始投入提升觀賞魚產業技術的研究,期望能夠建構觀賞物種的繁養殖技術、開發相關水族飼料,甚至是打造新型觀賞水族設備,強化物種品系等。 開拓觀賞魚市場,提升產業競爭力 行政院農業委員會透過「推動農業科技產業全球運籌計畫」,提升我國農業競爭力、建立國際品牌並開拓新商機,因此漁業署藉由該計畫與國立臺灣海洋大學、國立屏東科技大學、國立臺灣大學及國立高雄海洋科技大學等學校合作,期望能夠進一步提升觀賞魚的產業技術,甚至去開發具有市場潛力物種的繁養殖技術。 另外為因應目前大多數人都有智慧型手機的狀況,該計畫團隊結合物聯網與雲端技術,打造免換水智慧魚缸,除了讓消費者能夠隨時用手機掌握自家寵物狀況外,也透過自動化設備調整魚缸水質,降低觀賞水族新手飼養門檻。 一機搞定自家小魚的生活環境 要在家中或是辦公桌上養一缸魚,聽起來很簡單但是又好像很困難,依照生物特性的差異,有些觀賞魚或是觀賞蝦對於水質環境、溫度較為敏感,一不注意可能就會全數死亡。 由朱元南、張麗君與陸振岡等專家學者開發的智慧水族套缸,顛覆以往飼養觀賞生物需要準備水族缸、過濾器、燈,甚至冬天還需要準備加溫設備等狀況,他們將這些必要的器材合為一,打造目前最小的可控溫免換水自動化智慧水族套缸。 為了要能夠讓消費者可以應用於辦公室、住家等區域,該團隊發現市場現有的中小型套缸未結合冷水機、投餌機等功能、而且過濾功能差異大,再加上燈具常有過熱問題,因此團隊從上述問題點下手,進行套缸設備器材開發。 開發過程中,團隊試圖將養殖觀賞生物這件事變得更輕鬆與簡單,於是他們創造出懶人式海水與淡水套缸,這樣的小型套缸可全年養殖珊瑚、觀賞蝦與水草,免除過去需要勞心勞力照顧生物的過程。 除解決現有的問題外,團隊還著手進行套缸的節能材料開發、導入水質監控系統、建構水體自淨與水中微生物處理技術,並結合時下最熱門的物聯網系統,期望能夠達到節能、智慧化管理,讓消費者可以用手機就能監控水族缸狀況,觀察生物的活動情況。 水中生物長得好,基礎研究不能少 有些人養觀賞水族是為了調劑身心,但有更多觀賞水族玩家希望這些生物能展現出亮眼的顏色或是體態,因此飼料研發與繁養殖技術的增進顯得更為重要,像是沈士新、黃之暘、劉俊宏、黃沂訓、葉信平、吳宗孟、劉擎華、施彤煒、鄭安倉等多位專家,就針對多種觀賞生物進行研究。 這些團隊引進與開發具市場需求觀賞水族的相關技術,針對觀賞水族的繁養殖、體色、性別調控、飼料、量產進行研究,如:海馬是近年大家所喜好的養殖生物,但海馬的價格與體色是呈現正向關係,因此團隊就針對海馬體色調控技術進行試驗研究,期望能增加海馬價格。 值得一提的是,這些團隊注意到海水觀賞魚有超過90%以上都是依賴野生捕撈,長期的商業行為嚴重影響特定族群,也造成生態環境的損耗,甚至有可能會有族群大量減少的情況發生,因此團隊也著力在海水觀賞魚的繁養殖研究,像是今年就有嘗試進行棕紅小丑魚的種魚配對,期望能夠減少野外撈捕的問題。 滿足消費者的需求,觀賞水族能有更多樣貌 面對消費市場轉向小型、精緻等方向發展,提升繁養殖技術取代野生捕撈已經成為趨勢,目前大和米蝦和長額米蝦這兩種工作蝦的量產技術已在黃沂訓團隊的努力下開發成功,但觀賞水族總以多變的花紋與體色取勝,因此黃沂訓、黃章文團隊嘗試將大和米蝦進行突變誘導,試圖將沒有顏色的工作蝦變成具有繽紛色彩的觀賞蝦,如此將能提高十倍甚至百倍的價值,然而突變試驗最快要在第三代才能顯現出體色差異,因此須等到能生產穩定顏色的品系後,才會進行量產。 【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
2018/01/12
早期鑑別作物病害需依靠專業人士進行肉眼觀察病徵,通常發現時病害已造成田間地區一定程度上的損害,且大面積專一性種植的田地觀察不易,所面臨之病害損失可能更高;因此發現病害時間越早,越能降低產業風險,並有利於精準用藥,減緩周遭環境負擔。   一般的NDVI圖像可以利用紅光與近紅外光的反射以反映某地區的植被數量與生長特性,然而一旦被上層作物遮擋,就無法顯現出下方潛在的作物變化。美國的Evergreen FS與Ceres Imaging公司合作,利用多重光譜成像呈現區域中植物的受到的環境壓力數據(例如營養與水分不足),並結合葉綠素、熱成像、氮含量、疾病等壓力的數據進行模型分析,有助於在疾病爆發前及時找出需要處理的區域,適時使用藥劑或肥料。以往此技術只用於果園或葡萄園,但現在嘗試用於大規模種植的農場,協助疾病的早期監測。【延伸閱讀】人工智慧幫助病蟲害風險管理   透過一年的測試結果,此技術能在肉眼尚未可見的情況下先發現玉米和大豆中的病原真菌和缺水等問題;依作物種類不同,每英畝花費從6到10美元不等,但能節省更多資源與藥劑成本。康乃爾大學農業與生命科學院教授Michael Gore指出,人工智慧雖非萬能,但預計在五到十年內將被玉米和大豆農民普遍使用;而此技術未來若能搭配無人機拍攝,更能促進農業自動化,有效幫助農民縮短決策時間。
2018/01/08
為了推動農業自動化與精準化應用,加上近年來科技越趨於發達,許多研究者投入程式開發,以期結合農業發展,促進農業進步。美國伊利諾大學(University of Illinois)與全球變化聯合研究機構(Global Change Research Institute)發起大型計畫,開發了新工具來預測氣候變化對作物產量的影響。   該計畫並非第一個開發農業模型預測的計畫,但通過結合土地模型(Community Land Model;CLM)和農業生產系統模擬器(Agricultural Production Systems sIMulator;APSIM)的優越特性,測試以CLM-APSIM為代表的新型玉米生長模組的指標。以往的農業計算模組以不同時間的植株狀況為基礎,而氣候或地球環境模組則用於觀察與推測氣候改變;此技術結合兩者的優點,使其用於農業領域上能更符合當時的天氣狀態,讓生產預測性能得以提高。【延伸閱讀】新的模擬模型可更精準預測作物產量與氣候變遷對作物所帶來的影響   原始的CLM模組只有三階段的生命週期,但部分重要的發育階段(如開花期),作物碰到的環境壓力狀況無法被模組完整預測。因此,團隊將具有12個階段的APSIM納入CLM,APSIM包含了植物、土壤pH值、水分管理、氮磷含量等全面性的管理,可用於精準預測作物的生產情況,幫助資源分配與管理者決策。此外,研究人員還在新模組中進行創新改善,增加了碳分布和糧食數量模擬分析,並對原有的垂直結構進行了改進。新的模組能更正確分析作物生長狀況並得到正確的產量結果,未來計畫將擴展於其他主要作物的模擬,如大豆和小麥,也可以用來調查農業生態系統和氣候系統之間的雙向影響。   所有工作均在伊利諾大學國家超級電腦應用中心(National Center for Supercomputing Applications;NCSA)的超級電腦Blue Waters上進行,相關研究結果發表於Agricultural and Forest Meteorology。
2018/01/05
在植物生長期間,環境因子會影響植物的生理狀況,遇到影響生長或改變生理特性的逆境時,生物體會產生相應的反應以適應環境,而逆境來源主要可區分為病原造成的生物性壓力與環境(如乾旱、高鹽、高溫)導致的非生物性壓力,若持續時間越長所對植株造成的傷害越大。目前已知當植物受到非生物性逆境影響時,會產生一種由糖解或其他代謝反應產生的methylglyoxal信號分子,其在細胞內累積達一定量則具有毒性,會抑制細胞增殖與破壞粒線體原有功能,並可能降低植株抗逆境之效果。   以往研究大多僅確認某些基因是否能夠對應生理上多種非生物性抵抗壓力之研究,但在此次透過印度國家生物科學中心(National Centre of Biological Sciences;NCBS)和印度科學研究所(Indian Institute of Science;IISc)的合作研究下,發現了一個影響控制植物對生物和非生物壓力反應的關鍵基因- Heat shock protein 31(Hsp31)。Hsp31是廣泛存在於生物中的基因,保守性高且具有methylglyoxalase之功能,能轉換有毒之methylglyoxal成無毒D-lactate,同時減緩氧化壓力所造成的細胞凋亡影響,可通過單一基因的表達就有可能在植物體中對各種不同緊迫壓力下產生一定程度的抗性。【延伸閱讀】發現牛隻腸胃道微生物相組成與甲烷排放間的關聯將是農業永續利用的關鍵之一   現階段該項研究計畫仍處於菸草植物階段,並證實在菸草中的Hsp31大量表現確實可抑制酵母菌細胞內的methylglyoxal並進行解毒,將可幫助植株抵抗多種生物性與非生物性的逆境,與影響粒線體中的逆境相關基因表現,此項新的發現未來也許可用來開發能抵抗高溫、乾旱或易感病等具多重抗性品種,對於耐逆境品種之選育亟具有發展潛力。

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