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2019/08/01
美國康乃爾大學博伊斯湯普森研究院研究團隊取材自土壤中常見的寄生性線蟲,運用其體內代謝物找尋可誘發植物產生抗病蟲害之契機,以費洛蒙Ascr#18作為實驗素材,應用於大豆、水稻、小麥、玉米感染的機會,成功證實費洛蒙Ascr#18能使誘發植物產生抗性。
2019/07/31
近年新加坡致力發展具備高精準性的都市農業,新加坡國立大學連袂新加坡-麻省理工學院研究技術聯盟進行相關研究開發,運用近無痕質體構築法,藉以提高微生物發酵,應用在製作肥料、營養元素及非化學合成農藥等方面,可供給環保、農業永續的農業生物資材。
2019/07/30
美國華盛頓大學及史丹佛大學共同合作,以城市計畫制定者、景觀設計者、都市開發者以及歷年文獻研究成果,提出自然對心理健康影響效益評估架構,除提供人們療癒心靈的功能外,更提供長期生活在都市環境的人們體驗大自然的機會。
2019/07/29
隨著人口成長,農業耕種趨近於單一作物種植,但這也使得作物脆弱容易受到害蟲侵襲,因此對於農藥(pesticide)的依賴程度日益加深。農藥對於土壤與水源具有潛在汙染,並影響野生動物及人類,但它仍是目前對抗農業病蟲害、解決糧食問題的最佳選擇。   科技日益精進,自然界有可以驅避害蟲的素材,例如:可趨避/吸引昆蟲的自然植栽和真菌製品、天敵防治作物害蟲,目前也採用無人機偵測作物並精準施藥,而生物防治及其相關的研究也日漸受到注目,例如:美國奧勒岡州立大學運用寄生蜂對椿象蟲害進行生物防治、美國聖路易斯華盛頓大學以及瑞士蘇黎世聯邦理工學院探究RNAi類農藥殘留在土壤內之降解機制等等,訴求農藥減量施用以避免有害化學藥劑危害到人們的健康。
2019/07/29
美國伊利諾大學研究團隊在既有的作物生理指數模型基礎上,加入新發現的植物重要生理參數,並透過電腦模擬的結果,快速找出耐旱品系進行培育,以因應全球氣候近年快速暖化的趨勢。
2019/07/26
許多國家都具有飲茶文化,其中日式抹茶(Matcha tea)也逐漸在日本以外的地方流行。抹茶是碾磨成微粉狀的綠茶(green tea, Camellia sinensis)所製成,茶葉摘採前數週需將茶樹進行90%的遮蔭,藉此減少其苦澀感。抹茶這種飲品源自中國而後傳至日本,自古便為日本人所飲用。除作為茶飲外,也同時可作為緩解焦慮、避免肥胖、皮膚保養等醫藥保健用途。由於抹茶具有醫療保健潛力,因此學界也開始分析抹茶的功效性成分及在治療方面的病理機轉。日本熊本大學(国立大学法人熊本大学,Kumamoto University)的研究團隊發現,抹茶所含的機能性成分可能具有緩解緊張情緒的效果。【延伸閱讀】動物實驗中證實綠茶能阻斷肥胖、降低健康風險   研究團隊以熱水萃取(hot water extract)、酒精萃取(ethanol extract)兩種方式提取抹茶中的機能性成分,並以口服的方式餵食小鼠萃取液及抹茶粉末,並透過舉臂式十字迷宮(又稱高架十字迷宮,原文:Elevated plus-maze,簡稱EPM)等動物行為實驗,觀察小鼠在高處的焦慮行為,是否可透過服用抹茶萃取物後達到緩解的效果。經研究發現,小鼠在服用含抹茶的藥物後,明顯達到抗焦慮的效果。之所以有這樣的效果,是由於抹茶萃取物中的機能性成分可活化小鼠體內的多巴胺受體D1 (dopamine D1)與5-羥色胺受體(serotonin 5-HT1A receptor),減緩小鼠的焦慮行為。   有鑑於動物實驗模式的研究成果,熊本大學的研究團隊推測抹茶萃取物的抗焦慮效果或許也可進一步應用在人體治療上。該研究受日本文部科學省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology,簡稱MEXT)的經費資助,研究成果已發表在<Journal of Functional Foods>。
2019/07/25
養豬業跟AI相遇!台灣豬肉產業的年產值接近700億元,其中種豬產業扮演著非常重要的支援角色,而「種豬繁殖性能檢定」則是這個產業的核心業務,基龍米克斯攜手國研院國網中心,運用基因定序和AI技術,挑選出最健康、最適於繁殖下一代的種豬,發展精準農業的智慧未來。   自7月1日起,台灣正式成為口蹄疫非疫區,有望在明年5月正式取得世界動物衛生組織(OIE)認證,與日本並列亞洲唯二不用打疫苗的口蹄疫非疫區,讓台灣豬肉重新出口到國際市場。   種豬產業是台灣豬肉能否重回國際市場之關鍵。傳統篩選種豬的作法是,由畜牧場老師傅或豬農用肉眼判定豬齡3個月以上的小豬,看其外觀特性與生長情形;或使用單基因3~9個標記檢測方式,來逐隻逐期的檢定和分類。基龍米克斯生物科技(基龍米克斯)將「種豬繁殖性能檢定」方式翻轉革新,從單基因的「檢定現況」進階成全基因的「預測未來」,出生7天的小豬即可被確認是否能成為優良種豬。   基龍米克斯於2018年提出「全基因組機器學習關聯行分析法開發種豬性能檢定技術專案」,用全基因定序及基因型鑑定方式,完成2,500頭豬的檢定及定序工作,並找到最新的60,000個基因型單鹼基位點 ,來協助比對每新生豬隻的遺傳信息。基龍米克斯運用國研院國網中心打造的AI雲端平台「台灣計算雲」(Taiwan Computing Cloud, TWCC),以全基因定序、分子檢測技術及數量化遺傳分析資訊,高速且精準地演算大量基因資料,不僅建立了種豬分子育種分析技術,更進一步透過機器學習和AI推論,加快育種速度並降低成本,也同時保存優良種源基因,協助台灣精準農業發展和產業升級。   國研院國網中心主任史曉斌表示,TWCC平台可大幅提高運算效率,將過往需要以年計算的時間,縮短成不到10天,讓許多過去做不到的事情現在變為可能。TWCC平台除提供快速運算能力、大量儲存空間及安全的網路外,還整合國內各界發展之AI程式與工具,以及國內外重要資料集,期以豐沛的資源推動更多尖端前沿的科技研究,協助產業應用落地生根。   基龍米克斯董事長游卓遠指出,農業最大的問題在於不能精準預測產期、生長狀況、環境變化和疾病發生,在科技的時代運用電腦選豬仔,擺脫農業不可預測性的困境,是必然發展的趨勢;且可複製應用到其他農業產品,不只降低損失和風險,更提升產值和國際競爭力。   「電腦也會選豬仔」新技術大幅仰賴電腦運算速度及資料庫,透過國研院國網中心的TWCC,大幅減少檢定所需的時間,可很快地找出高繁殖力、高生長力的健康種豬,並延續繁殖優良的後代。未來期望將早期的性能預測應用於豬隻基因型管理和精準飼養管理,協助豬農「因材施養」,讓豬隻代代青出於藍,幫助我國創造龐大的豬肉出口商機,促進經濟的正向循環。
2019/07/24
美國康乃爾大學與中國清華大學共同研發智慧灌溉模型,透過植物生理感測器偵測結果,佐歷史氣候數據,以機器學習技術預測近期可能的氣候資訊,經一連串的數據蒐集與分析預測,可精確地計算出灌溉水量,避免不必要的水資源浪費。
2019/07/23
海木耳在日本被稱為長壽菜,當中富含多種營養素,農委會水產試驗所在2012年開發海木耳養殖技術,也有廠商將海木耳做成飲品供一般消費者食用。近年國際許多研究1指出,海藻具有抗病毒、抗發炎、抗腫瘤······等保健功效,國立臺灣海洋大學食品科學系特聘教授吳彰哲,看準臺灣原生的大型紅藻海木耳已發展出養殖技術,深入研究海木耳的功能性,甚至結合抗登革病毒、抗肺癌研究,開發降低藻腥與去除重金屬的技術,期望開拓高價藻類產品市場。 國內藻類發展興盛 多集中在微藻   近年國內外有多筆研究文獻1指出,海藻具有抗病毒、抗發炎、抗腫瘤、抗血栓、提高免疫力等保健功效,國內正積極發展藻類保健食品,期望能拓展市場,目前多數藻類保健食品原料來源為微藻,如藍藻、綠藻等,由於國內微藻產業發展興盛,臺灣還曾一度成為全球綠藻出口大國。   雖然微藻產業表現傑出,但國內針對大型藻類的相關研究卻明顯不足,大型藻類的高附加價值產品製造技術多掌握在他國手上,而藻類原料也多從國外進口,如麒麟菜、鹿角菜膠等。   吳彰哲發現,國內較少鼓勵養殖藻類,翻開過去相關統計資料,能看到早期養殖藻類多為餵食九孔的龍鬚菜,當九孔產業沒落後,藻類生產則以野生採集為主。   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,期盼能透過研究人員的專業,因應人口老化、醫療成本過高及食品安全等問題,推動健康農業及相關產業發展,吳彰哲透過「海木耳機能性成分及其加工製程之開發與產業化應用」,精進國內大型藻類加工技術,及拓展藻類產業的市場。 尋找海中藻種開發 量產成為選擇關鍵   吳彰哲表示,過去臺灣海峽共記錄到360多種以上藻種,但應該還有很多藻種,有些藻種作為民眾食用,像南部有種藍綠藻被稱為情人的眼淚,這是種雨後才會長出的可食用藻,也有人稱作雨來菇。   不過要選擇可研發成高價商品的藻種,第一步得先考量是否能量產原料,吳彰哲指出,若藻種不能養殖,端靠野生採集會造成生態問題。   吳彰哲表示,過去水試所發現小琉球有生產一種大型紅藻,因為外觀類似陸地上種植的木耳,被稱為海木耳(Sarcodia suieae sp. nov.),民眾多採集海木耳熱炒食用,因此開發海木耳養殖技術,甚至也技轉給廠商生產,可用於食用或保健食品原料。   「海木耳成為臺灣新興養殖藻類,且相關生物活性研究與專利較少」,吳彰哲認為,海木耳有發展空間,決定投入海木耳機能性研究,開發相關加工技術。他表示,現在臺灣有海木耳養殖技術,就能投入功能性研究,嘗試發展產業應用,以達到生物經濟,若無法養殖,縱使開發成功都會面臨產量問題。 投入抗登革病毒、抗肺癌研究   吳彰哲指出,以目前大型紅藻發展來說,可分為兩大體系,可萃取出卡拉膠用於食品、工業的紅藻,如麒麟菜,另一種則是能萃取洋菜膠,如江蘺,以功能性來說,卡拉膠的功能性比較多,而洋菜膠的營養較少、功能性也較少,海木耳屬於卡拉膠體系。   吳彰哲研究團隊在測試海木耳生物活性過程中發現一些功能性成分,由於過去吳彰哲研究室曾進行過抗登革病毒、抗肺癌等相關研究,便思考海木耳與過去研究能否兩相結合。   吳彰哲表示,過去研究發現肺癌致死率很高,雖然已有藥物可治療但多有副作用,想找到用食品的方式嘗試預防跟治療肺癌,過去曾有研究發現褐藻醣膠具有這樣的功能性成分,「那海木耳是否也有這樣的功能?」   吳彰哲於是透過一連串細胞實驗與動物實驗,確認海木耳具有相似的功能性。他表示,從小型實驗鼠的代謝過程評估,可知海木耳的功能性成分是否能作用到指定位置,也能從中驗證萃取出的功能性成分純度是否足夠,初步結果發現,海木耳在抗登革病毒感染及抗肺癌細胞實驗皆有正向結果。 降低藻腥與去除重金屬 才能有效提高藻類附加價值   不過要將海木耳作為保健食品原料得先去除藻腥與重金屬,吳彰哲指出,藻類通常會有一股腥味,消費者其實不喜歡那種味道,因此有開發生物性方式螯合分解藻腥。   另外藻類是種會對抗逆境的生物,若生長海域受到重金屬汙染,藻類體內也會蓄積重金屬,要將藻類做成食品原料就必須要符合各國重金屬規範,於是也著手開發一些生物性方式過濾、螯合藻類含有的重金屬,「要能讓消費者願意吃,也要符合法規標準。」   吳彰哲認為,藻就像一個金字塔,把最頂端類似藥品成分的物質提取出來後,剩下可作為食品用途,最後殘餘的藻渣還能作為肥料跟飼料,用途相當寬廣,若只談藻類功能性,坊間也有公司僅靠單一藻類研發的保健食品,年營收達8億以上,會思考可否透過其他藻類的開發創造另一個生物經濟,依循前人的腳步開拓市場。   吳彰哲強調,目前藻類市場尚未飽和,其他藻類若經過功能性驗證,再加上好的加工技術將能開拓出更大的市場,有非常多的東西等著去研究及發展。 【研究文獻參考1】 Hsu, H. Y., Lin, T. Y., Wu, Y. C., Tsao, S. M., Hwang, P. A., Shih, Y. W., Hsu, J., 2014. Fucoidan inhibition of lung cancer in vivo and in vitro: Role of the Smurf2-dependent ubiquitin proteasome pathway in TGFβ receptor degradation. Oncotarget, 5(17), 7870. Shih, M. F., Cherng, J. Y., 2008. Potential protective effect of fresh grown unicellular green algae component (resilient factor) against PMA-and UVB-induced MMP1 expression in skin fibroblasts. European Journal of Dermatology, 18(3), 303-307. Fan, Y., Lin, M., Luo, A., Chun, Z., Luo, A., 2014. Characterization and Antitumor Activity of a Polysaccharide from Sarcodia ceylonensis. Molecules. 19, 10863-10876. Hidari, K.I., Takahashi, N., Arihara, M., Nagaoka, M., Morita, K., Suzuki, T., 2008. Structure and anti-dengue virus activity of sulfated polysaccharide from a marine alga. Biochemical and biophysical research communications. 376, 91-95. Chiu, Y. H., Chan, Y. L., Tsai, L. W., Li, T. L., Wu, C. J., 2012. Prevention of human enterovirus 71 infection by kappa carrageenan. Antiviral Research. 95, 128-134. Chiu, Y. H., Chan, Y. L., Li, T. L., Wu, C. J., 2012. Inhibition of Japanese encephalitis virus infection by the sulfated polysaccharide extracts from Ulva lactuca. Marine Biotechnology. 14, 468-478. Kazłowski, B., Chiu, Y. H., Kazłowska, K., Pan, C. L., Wu, C. J., 2012. Prevention of Japanese encephalitis virus infections by low-degree-polymerization sulfated saccharides from Gracilaria sp. and Monostroma nitidum. Food Chemistry. 133, 866-874.
2019/07/22
生命是一個循環,但在人類的經濟模式中,我們發展了線性經濟,意即:製造→使用→清除。我們每年設法取得數萬噸的自然資源,進而轉化為我們使用與消耗的資材,然而卻又很輕易的丟棄,只能焚燒、就地掩埋。倘若我們在產品設計上加入重複使用、整新、修繕的資源再利用概念,只在我們需要時獲取新的資源,就能達到減少新的資材、能源使用,使得地球資源受到保護;循環經濟也能提高經濟收益、促使創新與工作機會的成長。   循環經濟能帶來更多可能、新的契機,不只對自然與經濟有益,也對我們的生活品質及健康有正向幫助。
2019/07/22
英國劍橋大學開發擁有機器學習能力的蔬菜收割機器人,以電腦視覺系統及收割系統作為機器雙系統處理程式,透過頂端相機捕獲影像,再透過影像判識的方法,判斷影像中的萵苣成熟與否、是否受嚴重病蟲害影響等,以作為是否執行後續收割作業的依據。
2019/07/19
美國波特蘭州立大學研究團隊在綠化程度不同的區域,模擬種樹、屋頂綠化及安裝反光設備後的降溫效果,發現綠屋頂可達到局部建物降溫的效果,同時也擁有滯留強降雨、控制污染源與提供野生動物棲息地等環境功能,並提供因應熱島效應之建議方案。

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