科技農報 AgriTech Report

貓咪傳染武肺？專家籲飼主勿恐慌 武漢肺炎(學名：新冠肺炎 Covid-19)疫情儼然成為世界性災難，重災區美國紐約市在4月6日傳 出「動物園的老虎疑似感染武漢肺炎」。而四月初中國科學家發現：貓科動物比其他動物例如犬科、雞、豬與鴨相比，比較容易感染冠狀病毒。 消息傳出引發全球「貓奴」的恐慌，究竟家貓會不會成為防疫的「破口」？美國病毒學家在頂尖期刊網站「自然」做出評論：「尚未有科學證據顯示貓科動物傳染武漢病毒(新冠病毒)給人類，飼主不必恐慌。」 中國研究顯示貓咪容易感染武漢肺炎病毒 2020年4月1日中國哈爾濱研究所發表「冠狀病毒(SARS-CoV-2)在寵物與禽畜動物的傳染性」 研究，結果顯示：以人為方式在不同種動物鼻腔中接踵冠狀病毒(SARS-CoV-2)，貓科動物相較其他動物如雞、豬、鴨與狗等，比較容易感染冠狀病毒(武漢肺炎病毒屬於冠狀病毒之一)」。此外中國團隊也聲稱：受感染的貓咪會以飛沫方式傳染病毒給其他2隻貓咪。 美國俄亥俄州大學的病毒學家Linda Saif表示：飼主們不需恐慌，因為中國的研究是在實驗室進行測試，且試驗動物的樣本數量不多(傳染實驗的樣本數只有3隻貓)。此外實驗方法沒有模擬現實生活中人與動物的互動狀態，更不用說研究者是接踵了極大量的病毒在動物身上，正常生活環境不太可能有這些感染條件。 受感染的貓咪沒有出現武漢肺炎症狀，傳染可能性不大 Saif博士也提到：「受到冠狀病毒感染的貓並沒有出現症狀，這表示病毒藉由貓傳染給人的可能性不大。該篇研究也沒有說明試驗中的三隻貓的生活環境，很可能未感染的貓咪是因為接觸了帶有冠狀病毒貓咪有的尿液或糞便，才被誤判為感染冠狀病毒。」 香港城市大學傳染病學專家則認為：「哈爾濱研究所的結果固然可參考，但「貓」絕對不是病毒傳染的主要媒介，人傳人才是武漢病毒的主要傳染模式。」 目前全世界傳出寵物感染武漢病毒的報導案例不多，僅有比利時(貓)與香港(貓與狗)，雖然有了中國的研究報告可參考，但這篇文獻目前還沒經過同儕審查，仍需更多數據來支持「寵物會傳染冠狀病毒給人類。」 美國疾病管制中心(US CDC)則建議大眾：「為了防範疫情擴大，感染者應減少與寵物接觸的機會，當然也不要對著寵物咳嗽、讓寵物舔頰、甚至和寵物共同飲食。」 參考文獻 紐約動物園老虎染武漢肺炎 疑無症狀保育員...

「人工智慧、無人農場、影像辨識」是科技農業的熱門關鍵字，這些技術真的已經落實在產業了嗎？美國農用無人機服務公司「 Satshot 」執行長 Nathan Faleide 先生在 9 月時發表了犀利的評論文章， 點破智慧農業的迷思。文中他以 「   have got   swept up in the hype and illusions  of what some of these things promise.」 中譯：(大多智慧科技)淪於炒作和過度吹噓。 {原文語句:I feel many have got swept up in the hype and illusions of what some of these things promise.} Nathan列出10個智慧農業科技，並提出這些科技尚未成熟的原因( we just aren’t ready for yet) 。他也 呼籲新創企業必須重新檢視智慧農業的實際應用現況，並針對困境調整發展方向。 ▋ 人工智慧 ( 機器學習 ) 的決策系統與產量預測服務 ( AI/ML and  Yield predictions ) 人工智慧與機器學習是智慧農業科學中最熱門的研究領域， 許多業者將 AI 技術導入產品中，但效果不彰。 畢竟農田裡環境、生物、與人為操作等的變因太多了，就研究發展進度而言，目前仍停留在資料累積的階段。 「產量預測研究」從來就不是新奇的概念。 事實上各國政府部門已經有相當長久產量預估經驗(只是從來沒有精準的預測結果)。過去缺少蒐集大數據的工具，現在得以快速累積更多數據讓結果更精準。但這也僅僅是在變數非常少的狀態下的預測結果，未來還需要AI和影像辨識技術互相結合才能看見成效。 ▋ 無人農場與高光譜影像分析技術 (  Automated agronomy and  Scalable hyperspectral imagery data   ) 無人農場 (automated agronomy)的管理模式，到現在 仍然沒有成功案例。想在開放的大田系統裡做到完全自動化的 病蟲草害管理， 或是只倚賴運算結果產出的「自動化決策系統」都不太可行。 因為田裡有太多環...

小農場的冷鏈救星？美國研發可移動式大型冷藏櫃 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 農產業的儲藏設備對規模較小的生產者往往是巨大成本負擔，美國儲運設備公司正在設法解決這樣的困境。不只是臺灣，美國電子商務的興起改變了農產品的運銷模式，消費者在上午手指一點下訂單，下午就能收到新鮮的蔬果，這種被稱為「New Fresh Paradigm’ (NFP)」類似臺灣的4h送達服務逐漸成為農民經營農場的必要手段。 擁有20年設備工程背景的ColdPICK公司發明了適合小型生產者的冷藏技術系統，團隊設計出一台可移動式的的冷藏車，農友可以駕駛這台「冰箱車」到果園，將收穫的蔬果進行低溫處理，由於車子具高度移動性，因此這台「移動式冰箱」可同時跟著農友至不同田區進行收穫的工作。 ColdPICK公司經理人Gregory Smith表示：「『可移動式低溫處理設備』是未來電子商務不可或缺的基本配備，隨著農產品通路的多樣化發展，我們預計這項設備在市場的需求會越來越多」。 ColdPICK產品技術原理是藉由調控蔬果的呼吸作用效率達到保鮮的效果，因此針對莓果類、南瓜、甜椒、豌豆這些採收後容易萎凋的作物，以環控系統減緩作物的呼吸作用是技術的關鍵，此外像是葉菜類作物則能搭配低溫真空技術達到防止衰敗的及延長保存時間的目的。 根據調查顯示美國德州與洛杉磯這兩個州的農業相關電子商務正快速發展中， 隨著消費習慣的改變，未來5至7年內將會有高達7成的農產品經由網路訂購搭配物流公司直接送達消費者手中，換言之會「蔬果網購」的產值將取代部分通路與實體店面的營收量。 Gregory Smith強調：傳統的冷鏈方法已經不適用於現今電子商務農產品的運送方式，新的發明能夠確保蔬果的保鮮期食品安全，讓消費者能快速的購入最新鮮的農產品。 資料來源： 資料來源： Fresh Plaza   Mobile chill technology ready for its moment

水嫩新發現！科學家找到讓植物保持水潤的神奇分子 編譯 柴幗馨 名古屋大學的研究團隊發現一種控制植物葉片氣孔開關的化學分子，只要將這種分子噴灑在玫瑰或是燕麥的葉片上，就能夠防止植物在過度乾旱的逆境下失水過多而產生萎凋的現象。 未來科學家會更深入的分析特殊分子防止萎凋的機制，並將其應用在花卉產業，減少花卉產業中因運送過程中產生的耗損問題。 「氣孔」是植物與環境交換氣體的重要工具，植株進行光合作用時需要打開葉片上的氣孔讓二氧化碳分子進入葉片組織內，經過生化反應將二氧化碳轉換為葡萄糖分子成為細胞生長發育的能量來源。 此外氣孔也有調節水分蒸散的功用，當植物面臨乾旱逆境時，控制器孔開闔的保衛細胞會關閉氣孔以減少水分蒸散。 葉片表皮細胞的有一種照光就會被活化的蛋白質-向光素，而植物就是藉由向光素來傳遞「關閉氣孔」的訊號；一旦向光素接收到藍光照射便會啟動「開啟氣孔」的生理機制，加速蒸散作用消耗植株體內水分。 圖說：促進氣孔打開的向光素蛋白(黃色)被藍光活化之後，會促進保衛細胞(綠色橢圓形)上的鉀離子轉運蛋白(橘色)吸收鉀離子，使得保衛細胞鉀離子升高因此發生吸水膨脹的現象，導致氣孔打開。而SCL1與SCL2具有抑制向關素傳遞「打開氣孔訊息」的作用，讓植物氣孔維持關閉的狀態。 日本名古屋大學轉化分子生物研究所的團隊從2萬多個化學分子中找到了11種影響氣孔開闔的神奇分子！ 其中被命名為SCL1與SCL2的2種分子具有干擾氣孔打開機制的效果，經過5年的試驗研究，團隊證實將SCL1與SCL2分子噴灑在玫瑰與燕麥的葉片表面，會抑制向光素開啟氣孔的生理機制，使得葉片表面的氣孔保持關閉的狀態。 科學家進一步分析兩種化學分子抑制氣孔打開的原因，化學試驗結果顯示，施用SCL1與SCL2分子在植株葉片後，抑制了保衛細胞吸收鉀離子的效率。 由於氣孔打開之前，必須吸收更多的鉀離子使保衛細胞吸水膨脹，進而導致氣孔張開。SCL1與SCL2抑制了保衛細胞吸收鉀離子的能力，因此氣孔順利無法打開。 在植物在氣孔關閉的狀態下，水分蒸散效率也變低，因此能維持植株體內的水分含量達到「保持水潤」的效果。 團隊也將更進一步的將這兩種分子製作成植物保鮮的噴劑，研究主持人木下博士表示：「這項研究不但能應用在日本傳統花道文化產業，開發出能減緩葉片萎...

新採收後處理技術可望延長香蕉的保存期限 編譯 張瑞玶 ／ 編輯 林韋佑 園藝科學家發現將採收後的香蕉，浸泡於溶血磷脂酸乙醇胺（lysophosphatidylethanolamine, LPE）溶液中，能延長香蕉的保存期限。 埃及南谷大學（South Valley University）的科學家Zienab F. R. Ahmed以及威斯康辛大學麥迪遜分校（University of Wisconsin-Madison）的Jiwan P. Palta，在HortScience上的最新研究成果指出，於採後使用天然磷脂進行採收後處理，可以延長香蕉的保存期限，提高水果的適銷性。 香蕉，是世界上最受歡迎的熱帶水果之一。儘管香蕉是市場上很受歡迎的水果，但對於生產者與消費者而言，香蕉相對較短的保存期限，卻是銷售與購買上的一大挑戰。 一般來說，農民會在香蕉處於成熟階段－即香蕉外皮呈現成熟綠色時進行採收，並在運輸與銷售之前，再使用乙烯處理催化香蕉成熟。研究團隊測試了香蕉在採收後，浸泡LPE溶液來探討改善與延長保存期限的可行性。 研究團隊將成熟的香蕉（約外皮顏色75％呈現綠色的香蕉）浸入500ppm LPE溶液中30分鐘，並於室溫下觀察5天。每次處理皆使用50根大小均勻的香蕉，對照組則是來自同一束但未經處理的香蕉。 研究成果顯示，經過5天的室溫觀察，使用LPE處理的香蕉與對照組相比較，其外皮質地更加堅硬與厚實。此外，經由LPE處理的香蕉，不僅延遲了澱粉分解速率，並同時延緩了香蕉果皮組織上褐色斑點的形成。 根據實驗室過去的研究，數種水果在收穫前或收穫後使用溶血磷脂酸乙醇胺（LPE）溶液處理，均能延緩衰老，並延長水果的保存期限。將香蕉在浸泡在LPE溶液之中，會讓香蕉於外皮表面上形成一層完整的薄膜，而這個薄膜即能抑制香蕉的呼吸、水分蒸發及營養分流失，並減緩香蕉果實組織中澱粉與細胞壁的分解，以達成延長保存期限的目的。 香蕉通常會在受到乙烯處理後的4到5天內成熟，接著農民就會在香蕉成熟並呈現黃色時出售。一旦香蕉外皮開始變黃，經過1至3天，香蕉品質就會變得不適合銷售。這項研究讓香蕉保存期限延長多1至2天，將有助於提高香蕉的市場價值。 資料來源： 每日科學 Oct 2015 New treatment extends shelf life ...

甜度計Out! Felix公司展示新型檢測儀器 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 不用剝開芒果就知道有多甜，新型芒果品質檢測儀上市！ 美商Felix公司的「非破壞性芒果品質檢測儀」F-751即將上市，F-751利用近紅外線的光學反射原理，在不傷害果肉的取樣方法，就能分析芒果果品的乾物重及甜度等影響風味的品質參數，其非侵入性檢測方法可以定量芒果的「熟度」，甚至評估採收時間與安排出貨日期，上市後將造福更多果農。 圖片來源： https://www.felixinstruments.com 採收時間怎麼算？科學定量熟度時代來臨 F-751被譽為「劃時代芒果檢測儀」，儀器開發商美國Felix儀器公司的總裁Leonard Felix在2018年8月30日第七屆厄瓜多國際芒果會議上公開展示這項令人驚豔的新發明，該公司甚至表示：「F-751將改變芒果運銷鏈的現有模式，讓農企業能更有效率的評估果品成熟時間點與預測產能。」 經驗法則OUT!光學定量甜度超精準 F-751芒果品質檢測儀利用光學與光譜分析技術，以特定波長的進紅外光照射在果品表面上，偵測反射回儀器的的波長就能評估芒果果實的成熟度與甜度。芒果的熟度與果肉中的固型物(例如蔗糖、葡萄糖與果糖)含量有關，而這些糖類固型物具有吸收特殊 波長( 700-1100 nm 進紅外光)的特性！聰明的儀器開發商變利用這種特性，以 進紅外光 照射在芒果表皮上，並偵測反射光的波長，便能 評估芒果甜度與品質。 比起傳統侵入式的探針檢測方法，F-751不須破壞果品就能知道品質好壞，有效減少果品的損失造福芒果農民。這項技術原理也被證實可預測其他熱帶果品的收穫時間，例如酪梨、奇異果、蘋果與梨子等。 點我看  F-751芒果品質檢測器原理示意影片 美國Felix是全球知名的儀器開發公司，其位在華盛頓州的子公司-The Camas 擁有25年的經營歷史，亦是專營果品科技儀器生產商，市面上商品化的催熟設施、儲藏設施、乃是氣體偵測儀器等都是其經營的主要項目，此次發表的F-751是該單位與澳洲昆士蘭大學的合作成果。 Meta Data時代來臨，儀器公司的果品光譜資料庫計畫 F-751內建果品品質圖譜資料庫，全球第一個水果品質檢測應用程式指日可待。不只開發硬體，Felix宣布一項「水果圖譜資訊...

蘋果黑星病解方，品種搭配採收後處理有望向病害說再見 編譯 張瑞玶 ／ 編輯 林韋佑 蜜脆蘋果Honeycrisp是美國最受歡迎的品種，但其抗病能力較差，因此仍不是市場上的主流品種。但根據伊利諾大學的蘋果專家表示：「未來新的抗病蘋果品種，將超越像蜜脆蘋果的受歡迎程度。」 蘋果黑星病(apple scap)是令果農頭痛的問題 伊利諾大學園藝學系副教授Mosbah Kushad說：「每個消費者都喜歡蜜脆蘋果，但是這個品種其實很難種」。蜜脆蘋果時常發生在某一年盛產，然後隔一年卻沒有收成的狀況；此外蜜脆蘋果也可能無法長期維持果實新鮮度，也是一種容易受到病害影響的品種。 蘋果比起其他的水果，特別容易受到各種病蟲害攻擊，尤其是蘋果黑星病，又可以稱作蘋果瘡痂病（apple scab）。這是一種由真菌引起的病害，特別難以處理。此種病害若蔓延，很有可能會使得蘋果產量損失高達80％。 這個蘋果的育種計劃是由伊利諾大學（University of Illinois），羅格斯大學（Rutgers University）以及普渡大學（Purdue University）的專家學者，一同參與的抗瘡痂蘋果合作育種計劃。 Kushad與幾位合作的專家學者在食品品質（Food Quality）期刊中發表了一篇新研究，針對抗瘡痂蘋果品種，包含GoldRush，WineCrisp，CrimsonCrisp以及Pixie Crunch等四個新品種，研究各新品種在標準的採後儲存處理後，是否能依然保持其品質之表現。同時，將這四種新的蘋果品種的抗病性能與容易受到瘡痂病害的金冠蘋果（Golden Delicious）進行比較。 研究人員將抗瘡痂蘋果以1-甲基環丙烯（1-MCP）氣體處理，此處理步驟又稱為「氣調」，即以氣體控制蔬果成熟速率。 1-MCP是一種常用於工業中的氣體，主要用來抑制乙烯產生，並且減緩儲存中的水果熟成的速率。 試驗顯示1-MCP能顯著減緩蘋果熟成，並讓儲存70天與140天的果實時仍然保持新鮮，這有助於蘋果在儲藏時仍能維持營養與品質。 抗瘡痂品種的蘋果在食用品質，如果肉硬度，含糖量與酸度等方面，與金冠蘋果相比較之下，不論是在新鮮採收或是進行儲存後，新品種的蘋果品質都與金冠蘋果相同，甚至更好。其中，有兩種抗瘡痂品種，GoldRush與Crims...

神奇作物「解毒劑」： 解密天然殺菌劑-  鏈黴菌 編譯 張瑞玶 ／ 編輯 林韋佑 「鏈黴菌（Streptomyces）」是在野生植物、作物以及自然環境中都能找到的細菌，特別是在土壤表層以及植物根部等位置常常都能發現鏈黴菌。台灣農民常聽到的「蔡18菌(谷特菌」商品其中就有鏈黴菌的成分！ 除了農業使用，鏈黴菌也是人類製作抗生素的主要材料，肺結核病使用的抗生素藥劑就是來自於鏈黴菌。除了醫療使用外，近年來越來越多研究報告指出鏈黴菌能夠抑制作物有害病菌的生長，未來 鏈黴菌很有機會成為對環境友善農藥（例如殺蟲劑與殺菌劑）的天然替代品。 「以人工方式合成生物具有的化學分子，並研發讓人類使用的合成技術」這門學問稱做「合成生物學（Synthetic Biology)」，合成生物學與農業跨領域日新月異的發展，也讓作物家能夠進一步的探究，如何將醫學研究中的鏈黴菌應用於農業領域。 研究顯示：微生物不僅有助於促進植物根系的生長，並且還能夠有效地控制土壤中植物害蟲的數量。跨國農業集團-   法國De Sangosse公司 正投入一項生物農藥研究計畫，其計畫經理Thomas Rey與法國科學家在2016年與植物科學家合作發表了一篇鏈黴菌作為天然殺菌劑的分析報告，文章 被刊登於植物趨勢期刊（Trends in Plant Science）。 鏈黴菌的菌落 圖片來源： https://www.flickr.com/photos/microbeworld/4834181717/in/photostream/ 報告指出：「鏈黴菌是一種獨特的土壤微生物，並且能夠多種具有生物活性的分子物質，不僅能夠保持植物根系的健康，還能促進植物生長。」 鏈黴菌還具有保護植株與解毒的神奇功效，當土壤中的致病菌釋放對作物有害的毒素時，鏈黴菌能產生對保護作物的「解毒劑分子」-  一種能夠保護作物健康的活性物質，讓作物免於真菌病害。鏈黴菌的特殊功效，反映出其具有能夠幫助農民以永續方式來保護作物的潛力。 運用鏈黴菌作為保護植株的概念雖然簡單明瞭，然而，植物周圍的土壤富含多樣性的微生物。 科學家仍需要找尋各種且更精確的方式來探討：土壤中多樣性的微生物與植物的交互作用，以及微生物所釋放的代謝物對植物生長的影響，並明確釐清微生物與環境互動中的各種細節問題，才能夠真正的...

甲殼素當肥料，聽科學家解密甲殼素好用的原因！ 編譯 張瑞玶 ／ 編輯 林韋佑 傳統農業使用的氮肥，不僅對水資源與空氣都可能造成污染，同時還會造成土壤降解並導致全球暖化。因此，尋找與開發更有效且對於環境友善的有機肥料，是農業永續發展該面對的重要課題。運用天然且可生物分解之生物聚合物，像是有機肥料，將可能成為無機氮肥的永續替代品，減少無機氮肥對環境帶來的危害。 為了實際解決這個問題，西班牙植物生物技術與基因組學研究中心（Centre for plant Biotechnology and Genomics, CBGP ,UPM-INIA），與來自西班牙馬德里理工大學（Universidad Politécnica de Madrid, UPM）以及德國漢堡大學（University of Hamburg）的研究人員，共同合作開發出一種新技術，生產由甲殼類動物與昆蟲的外骨骼幾丁質中所獲得的生物化合物，製作成可生物降解的材料並加入有機肥料之中。 以肥料的形式進行實際測試的研究成果發現，包含甲殼類動物與昆蟲外骨骼幾丁質的有機肥料，將有助於刺激多種森林植物與草本植物的生長，土壤中的氮與碳的總含量更是增加了多達10％，也提高植物的根系生長勢。 此種生物化合物材料具有許多優點，除了可以進行生物降解、不溶於水，對於人體健康無害以外，也不會污染環境。 由於此種新型生物肥料並不會因為蒸發或淋洗而消失，因此，在達成同樣的成效之下，使用量可低於其他種類的化合物。此外，還能有效地恢復因過度採收而損壞土壤之生物多樣性。而在成本考量方面，比使用其他有機肥料的成本便宜多達10％。 根據上述關於此種新型有機生物肥料的特色介紹，與傳統肥料相比較，含有甲殼類動物與昆蟲的外骨骼幾丁質的具有生物分解能力之有機肥料，因製造方式相對簡單以及具有價格相對低的優勢，這將促使此種新材料有潛力成為農業肥料領域以及相對應市場願意使用的永續肥料之替代品。 資料來源： 每日科學 Oct 7, 2015   New biofertilizer made from exoskeletons of crustaceans, insects

植物疫苗取代農藥，新型植物保護藥劑「適法性」決定商機 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 分子生物學的快速發展，讓尖端生物科技在農藥產業的應用又有新的突破。為了減少農藥的使用，科學家以氧核醣核酸–RNA為材料，設計出「給植物使用的分子疫苗」。由於RNA分子在自然環境中的分解速度極快，相對於傳統農藥或植物保護劑，新型分子疫苗是將會是對環境更為友善的創新農業資材。 作物病蟲害是人類最頭痛的影響到糧食生產的問題之一，儘管有各種化學藥劑防治的方法，但使用這些殺蟲劑與殺菌劑後果，除了無法避免對人體健康的疑慮，還會影響自然環境。 芬蘭赫爾辛基大學與法國國家研究中心合作，研發出一種能讓植物產生抗病機制的雙股RNA製劑，其作用原理作用原理類似人的「減毒疫苗」，只要將這種製劑噴灑在作物的葉片上，雙股RNA分子便能抑制病原菌的生長。 法國國家研究中心植物分子生物學家- Heinlein博士， 利用RNA干擾(RNA interference) 技術，將一段影響病原菌活性的雙股RNA序列，以人工合成方法純化出來並製成分子藥劑。 這段特殊的分子序列能抑制病原菌的活性，其作用的專一性非常高，在自然環境下的分解速度也快，是非常友善環境的防治資材。 然而雙股RNA分子藥劑分解速率快的優點，卻同時造成商品化量產的困難。因此，Heinlein博士與芬蘭赫爾辛基大學合成生物學的Poranen博士合作，利用嗜菌體微生物本身複製RNA的能力，讓嗜菌體「生產」雙股的RNA分子。 經過試驗後，研究團隊發現，噴灑嗜菌體藥劑的菸草植株的抗病性更佳。然而Poranen博士表示：RNA分子藥劑商業化最大的困難不在於技術，而是適法性的問題，畢竟目前全世界尚無相關的法規來管理這種新型態的植物保護製劑。新的發明技術儘管商業應用潛力高，但未來上市的時間卻仍充滿未知數。 參考資料： 1. 每日科學 2. Plant Biotechnology Journal

不只是保養品，植物精油變身消滅蔬菜害蟲的生物農藥！ 編譯　張瑞玶 ／ 編輯　林韋佑 蘿蔔蚜蟲（Lipaphis pseudobrassicae）要當心了！美國農業研究局（Agricultural Research Service, ARS）與土耳其阿納多盧大學（Anadolu University）的研究學者們發現，許多由土耳其藥用植物所製成的植物精油，當加入生物殺蟲劑之中使用時，對蚜蟲害蟲具有致命的殺傷力。 當具有芳香的植物精油噴灑於植株外表時，這將有助於植物吸引昆蟲或使昆蟲敬而遠之，此外，經噴灑芳香植物精油的植株還具有抵禦高溫、寒冷或防禦細菌侵擾等功效。 植物精油大多是從風乾後的開花植物中萃取而製成，常用於製作藥品、農業化學藥品、化妝品以及食品工業中。由於植物精油中所含有的生物活性化合物，對昆蟲與蟎蟲具有潛在的毒性，然而對人類與野生動物是相對安全的物質，因此具有芳香類的植物精油，在近年來也已成為友善環境的生物農藥與殺蟲劑開發者的關注焦點。 美國密西西比州的兩個美國農業研究局（Agricultural Research Service, ARS）：天然產物運用實驗室（Natural Products Utilization Laboratory）和小型水果研究站（Small Fruit Research Station）的生物農藥研究人員針對25種藥用植物，分別製成植物精油，再藉由噴灑植物精油於作物上，來評估植物精油對於蘿蔔蚜蟲的毒性影響。接受測試的作物為美國東南部常受到蘿蔔蚜蟲危害的作物，包含羽衣甘藍、芥菜、青花菜、高麗菜、蘿蔔、番茄與櫛瓜等蔬菜作物。 研究成果顯示，其中有17種植物所製成的植物精油，比起美國常用來作為有機殺蟲劑所使用的薄荷精油與迷迭香精油，對蘿蔔蚜蟲具有更顯著的致命性。 此外，植物病理學家David Wedge、園藝學家James Spiers、昆蟲學家Blair Sampson、以及土耳其阿納多盧大學的化學家Nurhayat Tabanca等人也證實，使用許多野生植物所製成的植物精油，都可以比使用薄荷精油或迷迭香精油還低的濃度，成功達成100％的蚜蟲致死率。 研究人員還表示，繖形科幅花芹屬Bifora、香薄荷屬（Satureja）與鼠尾草屬（Salvia）的植物，是針對消滅蚜蟲重要且有效化...

歐洲生物農藥的現況與發展 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 生物性農藥被認為是可以取代傳統化學合成殺蟲劑與殺菌劑的新興病蟲害管理資材，近十年來逐漸成為全球農業科學界熱門的研究領域之一。儘管許多科學文獻證實真菌與植物萃取物等具有殺蟲劑的應用價值，但田間試驗的效果往往不如理想，在不同作物栽培系統中的功效也還需要更多研究來支持，因此生物農藥的使用推廣仍有成長的空間。 歐洲的農藥登記行政手續相當繁雜，目前登記核准使用的生物性農藥數量只有60種，美國核准使用的項目卻已高達2000種，相較於美國、印度、巴西、中國等國家，歐洲的生物農藥市長並不大。 全球所有的生物農藥品項中，超過九成以上為蘇力菌，有趣的是生物性農藥的產值正在以每年成長10%的速率逐年向上提升。科學家預估在2040年至2050年之間，生物性農藥劑的產值將會趕上傳統的化學合成農藥。 生物性農藥依照來源可分成：礦物性、或來自動物性、植物性、與微生物性的天然萃取物，由於成分具有抑制害蟲的效果，對環境的危害較少，普遍被看好未來將能取代現行人工化學合成農藥。 除了蘇力菌之外，關於天然萃取物對蟲害管理的研究還有：蝶豆花萃取物防治斜紋夜盜蛾，絲狀真菌（SAY-Y-94-01）抑制炭疽病菌，哈氏木黴菌抑制鐮孢菌引起的根腐病，防治昆蟲的蘇力菌（Xd3），從乳酸菌LPT-111的發酵萃取能抑制葉角班病，以及葡萄枝幹萃取的生物鹼類化合物-的白藜蘆醇，對斜紋夜盜蟲與蚜蟲的防治應用等。 隨著農藥製劑技術的進步，相較於傳統農藥，來自天然萃取物的生物性農藥的專一性高，對環境的衝擊較小，且藥劑殘留在自然中的機率也低，更可以搭配作物病蟲害綜合管理(IPM)，有效降低傳統殺蟲劑的使用量，這些優勢將有助於產業人士爭取鬆綁相關法規的機會。 參考資料： Agriculture Jan 2018, Current Status and Recent Developments in Biopesticide Use

作物永續發展協會專家表示：2018年，生物肥料正式進軍傳統肥料市場 編譯 柴幗馨 ／ 編輯 林韋佑 全球農業生物科技推廣組織—作物永續發展協會(CropLife)於2018年5月點評「生物肥料(biofertilizers)」的商業潛力與未來的發展趨勢。 根據協會的專欄作家—Eric Sfiligoj所定義的「生物肥料」是：泛指能夠促進植物吸收營養元素與提高養分利用效率的微生物，也是生物刺激素(biostimulants)的一種。 舉凡叢枝菌根菌、固氮菌、或是植物根圈促進益生菌(plant growth promoting rhizobacteria, PGPR)等，都是能幫助植物吸收大氣中的氮素，或是利用土壤中的磷肥，以及活化植物賀爾蒙訊號傳遞反應的植物益生菌。 過去農友對生物肥料的認識往往「不知其所以然」，甚至產生一些對生物肥料的刻板印象，例如「神奇液肥」或是「一罐神秘的藥粉」等。 就算知道生物肥料的好處，也還是會覺得不易使用與價格因素而退卻。然而隨著各大公司相關產品的推陳出新，越來越多的農友開始認知到「土壤微生物對作物產量的重要性」，乃至有機質肥對土讓益生菌的好處等，無形中增加農友願意購買生物肥料來改進土壤性質的意願。 美國生物肥料的市場正在快速成長中。根據美國市場的調查報告顯示在2025年以前，生物肥製劑的產值大約能增加1千億美元，其中光是生物肥料就佔了6成的產值。 有機農業與飼料作物的發展是推動生物肥料商機的另一股力量。舉美國中西部的飼料作物市場為例，近年來美國消費市場對「有機認證飼養的牛肉與牛奶」之需求增加，並帶動了「有機牧草」的需求，也讓越來越多農民使用生物肥料生產有機飼料作物。 生物肥料的商機固然潛力無窮，然相關的核准登記法案與管理規範也相對嚴格，為了搶佔市場先機，未來產業人士積極地請求政府鬆綁審查制度，想當然爾也是可以預期的狀況。 參考資料： CropLife：Biofertilizers 2018: Finally Making Inroads

科技新南向：南亞農業科研網站介紹 編譯與整理　柴幗馨 為了活絡台灣在東南亞地區國家的關係， 2016年台灣政府提出了【新南向政策】，鼓勵國內企業、科研單位、與政府部門與南亞地區進行農業交流與簽署合作協議，藉以穩固台灣在國際的戰略地位與重要性。而網路資訊流動越趨發達，南亞各國早已互相建立各種農業研發策略與產業發展的交流平台。以下介紹兩個重要的南亞農業生技研究資訊平台：「亞太農業研究機構聯盟」與「南亞農業研究發展中心」 提供關心南進政策的農業從業人員一些參考。 亞太農業研究機構聯盟 APAARI Asia-Pacific Association of Agricultural Research Institutions (APAARI)  「亞太農業研究機構聯盟」是聯合國農糧署協助成立的研究單位，宗旨為協助亞洲泛太平洋地區國家農業與農食研究的創新發展。APPARI的四個發展任務：制訂前瞻研究、獎勵卓越優秀人才、鼓勵地方機構學習與成長、促進亞太地區科研合作。 研究目標則呼應聯合國的17項永續發展目標(Sustainable Development Goals , SDGs)，期望在2030年以前，強化農食系統agri-food system (AFS) ，並落實亞洲太平洋地區的農業永續發展。其中農食系統包含：1. 農業與食物生產的自然環境永續利用，例如農業森林生態系、農業生物多樣性、生質能源發展與生物技術在糧食生齒的應用。 2. 農食生產的風險管理，分析氣候變遷對食物生產的衝擊、天災、病蟲害對農民生計的影響，並研擬證這制定的策略。3. 小型生產者的平權運動，協助小農的生產技術，例如收穫與採收後加工，提升小型生產者在產業的競爭力。4. 分析農業政策與法律規範對農食發展的影響。 東南亞地區農業高等教育與研究中心(SEARCA) Southeast Asian Regional Center for Graduate Study and Research in Agriculture(SEARCA) 「東南亞地區農業高等教育與研究中心」，致力促進南亞地區的農村發展及永續農業。藉由整合各區域的高等教育資源，以科學教育與知識管理解決南亞區域的農業問題。其發展目標有三項，第一，加強農村經濟競爭力：強化小農與青農的農業經濟收入、...

The Integrated Pest Management Institute of North America 北美綜合病蟲害管理組織 https://ipminstitute.org/ 編譯與整理　張瑞玶 北美綜合病蟲害管理組織（IPM）於1998年成立，是一個發展迅速的非營利組織，旨在透過市場力量促進病蟲害綜合管理機制以及其他可持續實踐的機制來提高農業與社區的永續發展。 本組織目前正有數十項應用病蟲害管理與其他農業相關實踐的計畫持續進行中，包含改善工作條件、減少溫室氣體排放、改善空氣質量、改善水質與土壤健康、減少農藥使用、農藥對健康與環境的危害，以及肥料在農業與社區中的使用等計劃。 另外，對於病蟲害管理與永續農業發展有興趣的專家學者、學生、一般大眾以及相關農業人士，透過北美綜合病蟲害管理組織的官方網站，可以查詢北美地區最新的病蟲害管理相關之講座與研討會資訊，或是可以藉由官網所提供的網站連結來理解合作組織之最新發展概況。

尖端育種技術保留優質豬基因，基因編輯改善肉豬養殖產業 編譯　張瑞玶 ／ 編輯　柴幗馨 尖端育種技術不只應用在作物改良，美國農業部正以基因編輯技術保存優良品系豬隻的基因序列，改善商業肉豬的育種困難。 畜產學家育成了「專門儲藏特定基因」的種豬，將豬隻產業需要的優質基因序列，以豬的精子幹細胞作為載體，移植進專門配種的種豬裡。 由愛丁堡大學羅斯林研究所、華盛頓州立大學、馬里蘭大學以及美國農業部動物科學與生物技術實驗室的專家共同組成研究團隊，他們表示：運用CRISPR-Cas9基因編輯技術改良豬隻的精子幹細胞，產生自體精細胞不孕的種豬，搭配精子幹細胞轉殖技術，是基因工程應用在育種事業的大突破，這有利於農民能夠更容易地、且永久保存優良動物品種的基因。 為了使種豬產生大量具有優良基因的精子，研究人員運用生物技術移除了種豬自身的精子幹細胞，再將帶有理想目標基因（像是具有良好疾病恢復能力的基因）之公豬的幹細胞轉殖至種豬的基因序列之中，讓種豬能產生優良基因的精子，並傳給其子代。 基因編輯後的種豬一樣擁有正常功能的睾丸生殖能力，但無法傳遞自身的遺傳物質，而是把具有來自基因編輯後所的優良基因，儲存在精細胞中。 迄今為止，透過生物技術方法，成功地將幹細胞轉移至種豬的案例相當少。過去大多使用化學藥物或是輻射來移除種豬的精子幹細胞，然而這樣的處理方式可能造成種豬的睪丸中，那些產生精子時所需的組織細胞受到損害，因而無法順利地生產精子。 研究團隊運用CRISPR-Cas9系統，將「NANOS2蛋白質」，一種決定生殖細胞分化成精子細胞或卵子細胞的重要蛋白質進行基因編輯。 當NANOS2蛋白存在於生殖細胞時，生殖細胞即會分化成精子細胞。 但NANOS2蛋白質在生殖細胞之中無法正常運作，意即生殖細胞就無法分化成精子細胞，因而造成所謂的男性不孕症。藉由這個概念，研究人員們使用編輯了豬隻基因序列中的序列，讓精子細胞中的NANOS2蛋白質失去活性，產生不孕的性狀。 這些經由CRISPR-Cas9改變基因序列的種豬，其睾丸與生殖相關的組織並沒受到其他損害，且種豬健康狀況依然良好。 愛丁堡大學羅斯林研究所，發育生物學的Bruce Whitelaw教授指出：CRISPR-Cas9技術應用在種豬精子幹細胞的品種改良，不僅可以顯著地提升養殖豬的生產效率與品質，還能夠...

基因編輯「脫靶效應」的隱憂，仍待育種家尋求解方 編譯　張瑞玶 ／ 編輯　林韋佑／ 責任編輯　柴幗馨 全球暖化及各種因氣候變遷引發的植物病蟲害使得世界許多地區的糧食安全受到威脅。而在低度開發國家中，貧窮與作物欠收更可能導致飢荒和營養不良等更嚴重的糧食安全問題。 面臨作物適應的相關挑戰，英國John Innes Centre 研究團隊表示：使用基因編輯技術，針對作物基因序列中的目標基因進行基因編輯，作為作物的抗病育種的工具，會是一種非常有用且有效的方法。 目前CRISPR技術應用於作物基因的研究仍不廣泛，而作物經由CRISPR技術編輯之後，是否能夠成功地將編輯後的變異序列，繼續保存於後代的植株，尚需要深入的研究。此外關於CRISPR技術的脫靶效應（off-target effect）也是科學家無法百分之百確認的問題。 「脫靶」 指的是：基因編輯的時候，CRISPR-Cas9系統沒有在正確的目標基因上，進行基因編輯，因此在非目標基因序列上，產生無法預期的變異。通常序列相似的同源基因，最有可能發生脫靶的狀況。 John Innes Centre以及英國The Sainsbury Laboratory 的科學家們，針對大麥與蕓薹屬植物（Brassica，十字花科下的一屬，常見的作物有青花菜、油菜或蕪菁）的特定基因進行編輯，並分析CRISPR基因編輯的成效：包括使用CRISPR技術是否能促使單子葉植物與雙子葉植物的目標基因片段產生變化、後代植物是否能夠遺傳編輯後的基因、以及基因編輯過程中發生脫靶效應的頻率。 研究成果顯示，大麥與蕓薹屬作物的目標基因片段在使用CRISPR技術之後都有產生微小的變化，雖然僅涉及目標基因序列中的1-6個鹼基。然而，這樣的微小變化也足以有效地阻止目標基因的正常運作。 研究近一步針對後代植株進行基因檢測，發現編輯後的基因序列不僅能保存在後代植株之中，而且後代植株的背景基因組，與使用傳統育種方法培育的後代沒有任何顯著差異。 育種家以基因編輯技術改變模式植物-十字花科阿拉伯芥的植株高度與果莢形狀(右)，左方植株為控制組 儘管論文中提供了「如何降低脫靶效應」的試驗設計方法，但在研究過程中大麥與芸薹屬這兩種作物還是發生脫靶效應。 這表示未來科學家應該更謹慎的看待「如何確保CRI...

育種調色盤：基因編輯讓紫色朝顏變白花 編譯　張瑞玶 ／ 編輯　林韋佑、柴幗馨 CRISPR-Cas9系統是目前廣泛使用的基因編輯工具之一，這是一種基於細菌防禦機制而存在的系統，主要由兩個可以改變DNA序列的分子組成。透過引導RNA協助Cas9酶，在特定且精準的位置將DNA的兩條鏈進行切割，以便在該位置添加或移除指定的DNA。 日本筑波大學（University of Tsukuba）、日本國家農業暨食品研究組織（National Agriculture and Food Research Organization, NARO）以及橫濱市立大學（Yokohama City University）的科學家們應用CRISPR-Cas9技術於園藝植物基因研究，企圖藉由此技術改變日本傳統的日式庭園植物－日本朝顏（牽牛花）之花朵顏色，從常見的紫色轉變成白色。 日本朝顏，是日本國家生物資源計畫（NBRP）所認可的傳統園藝模式植物中的一種。許多日本學者早已針對此園藝植物進行廣泛的基因研究，例如基因組定序與建立DNA轉移方法。 在日本朝顏的基因組之中，有一個名叫「dihydroflavonol-4-reductase-B（DFR-B）」的基因，是花青素合成酶的活性位點，此基因能夠活化花青素合成酶並產生花青素，因而能控制植物的莖、葉子與花朵的顏色。 然而，在這段基因序列中，由於DFR-B基因還緊連著DFR-A與DRF-C兩個非常密切相關的基因。因此，想要控制日本朝顏花朵顏色的最大挑戰即是：在不改變其他基因的狀況下，準確且明確地控制DFR-B基因。 日本朝顏基因序列中的DFR-B基因片段即CRISPR-Cas9系統的目標基因。透過基因編輯系統精確的改變DFR-B序列，只要DFR-B基因的序列發生改變，就有機會使花青素合成酶失去活性，讓植物的莖、葉子與花朵色彩無法呈現紫色的花青素。 經過基因編輯後的日本朝顏植株，花青素合成酶失去活性，有大約75％的轉基因植物出現綠色莖與白色花朵的性狀；對照非轉基因植物，植株含有有活化的青花素合成酶，因此花朵與莖桿則依然呈現紫羅蘭色。 經過基因序列分析後，研究也證實：轉基因植物中，DFR-B基因序列發生了各種不同的改變，例如序列被刪除、替換、或是多增加了幾個遺傳密碼子等。此外DFR-A與DFR...

不再只有基改、非基改，NBT新型生技作物挑戰全球法規定義與規範 編譯與整理　柴幗馨 2018年1月掌管歐盟基改規範的最高法庭—歐洲法院，對於部分新育種方法「基因編輯技術」在法規上的分類，給予「不應該屬於基改(GMO)管轄範圍」的認定。換言之，儘管種苗育成的過程中，使用了基因改造技術，只要最終產物不具有對環境高風險的外源基因，該品系的商業登記與種植許可等申請流程，就不必受到與基改作物一般地嚴格的管理機制。 隨著生物技術與細胞學的快速發展，不只基因編輯技術，像是原生質體培養、生物化學誘變、甚至品種間的嫁接等，都是結合了傳統育種與基因改造科學的尖端育種技術(NBT，new plant-breeding techniques)。 2016年歐盟列出了八項屬於NBT的育種科技，包含： 1. 聚核酸突變(oligonucleotide directed mutagenesis，ODM) 或稱作快速精確育種系統(Rapid Trait Development System，RTDS)： 以人工合成的核甘酸片段，誘導原生質細胞發生基因變異，接者使用原生質體融合技術，得到具有基因變異的植物細胞，再以細胞再生技術，讓細胞分化並發育成植株，得到產生基因變異的子代。 台灣的龍燈公司與聖地牙哥Cibus Global公司共同開發的耐除草劑油用芥花籽即是使用此技術，而美國農業部對RTDS的管制認定其屬於非基改作物，此品種亦已經在美加地區種植。 2. 核酸鋅指酶技術與CIRSPR-Cas9基因編輯系統： 截至2018年，陸續有玉米、蘑菇、以及青花菜等作物等，成功使用基因編輯系統的商業品系申請上市販售，預計2020年世界排名第二大的美國化工公司杜邦將規模性地種植糯性玉米品系。 3. 同源基因轉殖(cisgenesis)與異源基因轉殖(intragenesis)： 抗晚疫病之馬鈴薯與北極金冠蘋果等商業品種，皆是以人工改造物種自身的基因序列，達到改良性狀的育種方法。 科學家提出作物育種4.0概念，融合新型生物技術的育種方式，將成為世界糧食研究主流趨勢。圖片來源：https://twitter.com/BioBeef/status/952935954104201216?s=09 4. 以基改作為嫁接砧木： 將有...

基因編輯的育種法規鬆綁有望：歐洲法院表示：基因編輯技術不適用現行基改法規 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 歐洲法院在2018年1月18日向歐盟政府發表了文字聲明：現行的基改法規過於嚴格，並不適用於基因編輯技術的管理，CRISPR–Cas9基因編輯技術生產的作物與醫藥，應適當放寬其管理規範。這消息鼓舞了歐洲的農業科學家，畢竟歐盟始終以最嚴格的管制，規範基因改造作物的生產與商業應用，然而無形中也阻礙了基因編輯技術在產業的發展。 基因編輯技術的專利申請，在2013年之後有如雨後春筍般出現，但是歐盟成員國對於新技術的管理規範卻各持不同見解。此次歐洲地區位階最高的法律執行與解釋單位—歐洲法院—所發出的聲明，也預告了2018年歐盟制定基因編輯作物法規的態度。一旦基因編輯的作物不需受到基改法令的規範，將大幅縮短新的商業品系上市的時間，同時節省更多成本，而農友也可用更優惠的價格取得抗病與耐逆境的種苗。 究竟類似基因改造的基因編輯技術，這種「只改變生物體內特定序列，不會產生人工合成基因片段」的育種方法，是否該列入基因改造產品的範圍？從2001年便存在正反兩方爭議。 然而2013年，農藝學家結合了傳統育種與基改技術，創造出「不帶外源基因」的基改作物：利用「CRISPR-Cas9」一種存在於細菌中，能精準的修改指定基因序列，創造新變異的「基因編輯，gene editing」技術。育種家先將這套來自細菌的蛋白質系統轉殖入植物體，創造出「具有改變自身基因序列特性」的基改作物（第一子世代F1）。 基因編輯結合傳統育種技術產生不具外源基因的「生技作物」 由農桿菌感染植物細胞產生的基改作物，無法突破「染色體帶有外源基因」的瓶頸 支持方基因編輯屬於基改生物的一方認為：儘管新品種不具外源基因，但其親本仍然是基改作物，因此應比照基改作物規範。 反方則表示：新品種的基因組背景，除了目標基因之外，其餘遺傳背景皆和傳統育種的作物一樣。現在市面上的商業品種，也有部分是使用輻射或是化學誘變所育成的品系；而基因編輯技術與原理與誘變育種具相同原理，因此不應適用現行基改規範。 近年來氣候變遷帶來的農業病蟲害，讓抗病育種工作變得更艱辛。結合基改技術的基因編輯育種技術，不但能加速新品種的育成，對環境污染的風險也更小，甚至能產出「不...