科技農報 AgriTech Report

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...

非基改的基因編輯作物，歐盟基改規範面臨前所未有的挑戰 編譯與整理　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 歐洲第一學府-蘇黎世理工學院在2016年刊登了一則具指標性的農業評論，強調未來分子科技育種對農業發展的重要性。隨著植物基因體學與生物技術的快速發展，世界上重要的糧食作物，如水稻、小麥、玉米、與大豆，這些作物基因體都已經陸續完成解序，意味者科學家將能更快速地發現每一個基因在作物體內的功能，甚至對特定的目標基因，創造「新的基因變異」：人為改變基因序列，調整作物的性狀，育成新的品種，也就是大眾熟知的「基因改造技術」（GMO）。 不論是在環境生物與食品安全等層面，傳統的基改產物都充滿了各種風險。原因是基改作物的植株內，存在了一段「非作物自己產生的」基因片段，例如人工合成的抗除草劑基因、或是其他作為篩選標誌的「外源基因」。 近十年來各界對這種「非自然」的序列，始終存在環境生態的衝擊與食安疑慮。因此，歐盟對基改作物採取了最嚴格的管制。除了禁止在歐洲境內種植外，進口基改作物食品進入歐盟地區時也需透過層層把關。 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）。 接著在第一世代群體中，挑選目標基因被CRISPR-Cas9系統改變後的異質結合體品系。這種品係有個特色：目標基因已經被CRISPR-Cas9改變，產生新的基因變異，但該作物的雙套基因組中，只有一套帶有CRISPR-Cas9的基因序列。育種家只要將這種品系的植株自交後，就有25％的機會得到「不具CRISPR-Cas9外源基因」的自交分離純系。 換言之，植物透過自身的分子機制，改變了自己的基因序列，但雜交之後則能生產「不帶有任何外源基因的下一代」。而自交後的純系，只要經過簡單的分子試驗，就能確認基因組是否含有任何「人工合成」基因片斷。無論是技術上或是理論上，使CRISPR-Cas9技術育成的自交分離品系，與傳統育種的作物並無任何差異。 除了CRISPR-Cas9基因編輯系統之外，歐洲種子公司也開發許多「標靶基因突變技術」...

基因編輯2.0 ，研究顯示在胚組進行織基因編輯，能更有效的改變植物性狀！ 編譯　張瑞玶 ／ 編輯　柴幗馨 基因編輯技術的發明源自於細菌的防衛系統，當細菌受到嗜菌體侵犯感染時，會複製一段來自嗜菌體的核酸序列，並保存在細菌自己特定的基因組之中。這些特定基因組像是「通緝犯資料的檔案櫃」，內藏各種嗜菌體的核酸序列的「犯人資訊」。此後只要有相同的核酸序列出現在細胞內，細菌便會出動自己的「編輯系統」，將特定序列剪切或是修補回正常的序列。 1970年代，分子生物學家把這套細菌的防衛系統，以基因工程的方式，轉殖到模式植物-阿拉伯芥中，成功的創造出「具有基因編輯系統的基改植物」。接著他們開始跟育種家合作，將基改技術與傳統育種技術互相融合。利用基因編輯改變作物的性狀，再透過自交與回交等育種方法，成功獲得「沒有外源基因」，遺傳背景與傳統作物完全相同的「非基改」作物。 (為什麼基因編輯技術能產生與傳統育種一樣的「非基改」作物？) 然而這項技術在不同的作物的編輯效率各有落差，甚至出現了開花器官無法產生編輯效果的問題。來自日本的研究團隊，便設計了特殊的啟動子(一段促進基因表現的序列)，讓基因編輯效果大量發生在花器中，成功提高基因編輯技術在開花植物的成功效率。 名古屋大學轉化生物分子研究所（ITbM）的植物生物學家們，在植物與細胞生理學雜誌上報導，他們開發了一種能夠轉移基因信息的新基因編輯法，能有效地移除阿拉伯芥中的目標基因。該團隊使用簡單、多功能性、與高效率等特性之CRISPR / Cas9系統作為研究的遺傳操作方法。 CRISPR / Cas9系統主要透過移除特定基因調查其基因之特性。 研究團隊中的Tsutsui和Higashiyama表示，阿拉伯芥基因組編輯的有效方法為：在早期發育階段中，使用RPS5A啟動子（又稱pKIR載體），讓Cas9能有效地表現且移除細胞中的目標基因，並將誘導突變之基因成功地傳遞給下一代子細胞。 Higashiyama說明，過去的研究方法比較耗時，需要透過交叉比對現有的突變體，才能檢測重疊基因的功能，透過我們的方法應該能更快速地獲取突變體。 研究團隊表示，希望未來可以持續改進此相對低成本的基因工程方法來提高突變的效率，以利未來探索不明基因組之功能，並成為修改各種生物體中目標基因序列的有效基因工程工具，甚至...

基改爭議有解：細胞受精之後就會死～有效避免基改花粉汙染自然環境！ 人工自交不親合技術－Synthetic Incompatibility，可有效避免基改花粉飄散至環境的危害 編譯 張瑞玶 ／ 編輯 林韋佑 基因工程技術成果造福了人類社會與自然環境，但基改作物在農業面臨的挑戰也備受爭論：如何降低基因改造生物（轉殖生物）與其他物種雜交繁衍後代，並將改造的基因，再次散播至生態環境的風險，一直是支持基改作物的育種家最迫切的問題。農業學家研發新的育種技術，一旦基改作物的花粉與普通作物授粉之後，受精卵變會自行啟動「自殺」基因，使的受精卵無法正常生長，因此無法產生下一代。 根據自然通訊（Nature Communications）期刊，明尼蘇達大學生物科學學院助理教授Michael Smanski與他的團隊研究表示，目前已經發展出一種新技術或許能有效防止上述的雜交狀發生。這個新技術我們稱之為「Synthetic Incompatibility」（人工自交不親和性，暫譯)，可以將基改作物變成一種「無法與其野生種或是馴化後的物種繁衍後代」的新品種。 Synthetic Incompatibility此技術的基本原理是： 將早已存在於生物體內的基因，於不正確的位置與時間點開啟(例如受精之後就開啟)。並且運用一種新型分子工具－可調控的的轉錄因子（programmable transcription factors），準確地控制生物體中特定基因的開啟或關閉，達到「無法產生後代」的效果。 以基改作物與其野生種的配對作為例子：一旦基改作物與野生種發生雜交事件，基改作物細胞中控制基因開關的轉錄因子，會活化特定基因導致細胞死亡，因而促使其繁衍出的後代無法生存。 Smanski與他的團隊表示，雖然現在也有許多不同的方法可以控制基因飄移（gene drift）現象(註)，像是搗亂農作物授粉或使用化學物質來控制農作物繁衍後代等方式，但這些方法都需要針對每種物種的不同特性才能改變該農作物的繁衍。 而Smanski團隊想發展Synthetic Incompatibility此技術的主要目的，即是期望能夠在不改變原農作物的生長條件下，運用基因工程技術控制任何生物的有性生殖。 研究團隊中的博士後研究員Maciej Maselko指出，Synthetic Incompati...

種子公司趨之若鶩－基因編輯結合環控溫室的尖端育種科技，加速育種過程。 編譯 柴幗馨 ／ 責任編輯 林韋佑 生物技術與育種方法的演進，讓作物改良的進程有了革新的重大突破。農藝學家發現：使用LED燈調整光週期，搭配環控溫室，便能讓小麥一年能夠收穫6次種子。 結合基因編輯－一種快速修改植物基因組的基因改造技術，也加速育種者了解作物每一個基因的功能。如此一來，不但能建立「對人類有幫助的種原基因庫」，同時也能讓新品種的選育更有效率。這項由昆士蘭大學與雪梨大學發表的研究成果，於2018年1月刊登在頂尖生命科學期刊－Nature Plant  中，被喻為是第二次的綠色革命。 圖片來源： Nature Plants 人類史上的第一次綠色革命是在1960年代，育種家培育出半矮性小麥與水稻。植株高度較矮小的品種具不容易倒伏的特型，且穀粒吸收肥料的效率更好，此後全球糧食產量倍增2倍之多。 但隨著氣候變遷所帶來的環境驟變，傳統的育種方法已經不敷使用。「新品種」往往在育成之後，性狀的特性就無法再適應當下的環境逆境。 昆士蘭大學與雪梨大學組成的研究團隊，設計了一套溫室栽培小麥的環控系統。他們在溫室內裝設LED燈管給予小麥每天22小時的光週期，延長小麥照光的時間，縮短作物生長週期。從種子萌芽到收穫脫粒，只需8周就能完成，而一年最多可收獲6次種子。 這套系統應用在雜交子代的選拔工作，則能增加選拔的效率。科學家就能在更短的時間內，研究特定基因的功能與其對應的性狀，像是植株高度、外觀、以及開花期，或特別像是穗上發芽這種會直接影響產量與品質的性狀。 新型環控系統目前除了應用在小麥之外，大麥、油菜花與鷹嘴豆也都有成功的試驗結果。過去，繁殖種子需要3至4個月，但新技術只需要2周。研究主持人Wulff博士表示：搭配基因編輯技術，新的栽培系統能夠幫助科學家以更短的時間，分析基因型對花、果實、與種子的性狀之影響。 基因編輯作物，可能不受基改作物規範的理由在這裡！ 資料來源： 每日科學 Jan 1, 2018   Speed breeding technique sows seeds of new green revolution: Pioneering new technology set to accelerate t...

基改到底反不反？歐盟即將核准基因編輯的包心菜上市販售 編譯 柴幗馨 ／ 編輯 林韋佑 生物科技發展日新月異，當我們還在爭論基因改造作物的好與壞時，科學家研發了新一代基因工程技術－基因編輯，早已從實驗桌悄悄地端上我們的餐桌。 瑞典于默奧大學(Umeå University)植物細胞與分子生物學的教授Stefan Jansson，是第一位將基因編輯技術應用在蔬菜品種改良的研究員。他在日前公開的廣播訪談中，與主持人一起享用以基因編輯改良過的新品種包心菜（Cabbage plant）。在不久的將來，市面上將會有更多這些以基因編輯作為育種方法的食物。 基因編輯也是基改技術的一種，全名是CRISPR (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas9，在2012年被瑞典于默奧大學正式發表在學術界。透過基因改造，將一套如同剪刀與膠水的組合，以人工轉殖方式帶進目標作物的基因組中，讓作物的基因產生變異。由於被改造的後代不具有外源基因，基因改造的效果又有高度專一性，對於育種或是遺傳性疾病的治療都非常具有應用價值。 延伸閱讀： 為什麼基因編輯不算是基改作物？ 2015年瑞士的農業部，歐盟具有指標性的農業機構，將基因改造作物做出了這樣的定義：只要作物中不帶有外源基因（以人工為式產生的基因序列），就不算是基因改造作物。這表示，不具有外源基因的基因編輯作物，原則上與傳統育種的作物無異，不需要受到基改法規的管制，即可在田間種植。同年，美國第一個抗核化的基改蘑菇，也已經正式核准上市販售。 許多農業育種家，也想將基因編輯技術應用在作物的育種上。然而，這項技術應該歸類為傳統育種，或應該屬於基因改造技術的規定範圍？一旦屬於前者，農民種植時便不需遵守基改法規限制？若是後者，則必須經過嚴謹的田間試驗，才能有機會商品化。 基因編輯作物產生過程，因爲融合了傳統育種與基因改造技術，所以讓這項技術在基改法規上的定義處於一個模糊不清的曖昧地帶。 Stefan教授在廣播節目上公開透漏，今年歐盟將核准第一個以基因編輯技術培育的新的包心菜品種，並與主持人享用自己種植的基因編輯包心菜；他表示：基因編輯的蔬菜，外觀看起來與傳統育種的蔬菜沒有差異，而從歐盟對於技術採取開放的態度這點，未來人們將會吃到更多...

育種家的福音，美國基因編輯（CRISPR）蘑菇不受基改法律規範 編譯　廖靜誼 ／ 編輯　柴幗馨、林韋佑 各界輿論還在爭執政府是否應該推廣基因改造作物（GMO crop）時，全世界的各大農業公司已經開始使用新一代的基因工程技術，想盡辦法在農業生技發展上取得先機。美國利用新的生物技術生產的真菌－基因編輯技術－CRISPR（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats），未來利用此技術改造的蘑菇，確定可不受基因改造法規律的規範，能直接栽培與上市販售。 美國農業部（USDA）表示，未來以基因編輯生產的蘑菇，將不必受到基改的管制，這也是美國政府第一個放行的CRISPR基因編輯物種。 這項計畫由賓州州立大學的植物病理學家楊亦農教授主導，針對導致蘑菇白色菌傘褐化的多酚氧化酵素基因家族進行基因編輯。研究團隊將這技術應用在俗稱洋菇或白色紐扣菇的雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)上，以達到抗褐化的目的。透過刪除蘑菇基因組內少數的鹼基對，研究團隊剔除了6個多酚氧化酵素基因的其中一個，成功將酵素活性減弱30%，減緩蘑菇褐化的速度。而賓州州立大學已於2015年9月對這一技術提出了臨時專利申請。 由楊教授主導的研究團隊所生產的新品種蘑菇，因為不包含來自植物病蟲害源如病毒或細菌的外源DNA，因此可不受美國農業部的監管。近年來不包含這些植物病蟲害外源基因的工具正如雨後春筍般的崛起中，逐漸取代了舊技術。 同時，楊教授正考慮成立一家公司來商品化他的改造蘑菇。因為抗褐化的水果與蔬菜再切片後仍能保持原有的顏色，銷售層面上具有相對高的價值。從2014年開始，就已有部分生技公司將抗褐化的基因應用在商業品種上，包含抗核化蘋果與馬鈴薯。 目前有30種基因改造物種，成功避開美國農業部的基因管制法規系統，而蘑菇只是其中一種。美國動植物衛生檢驗署（APHIS）表示，在每個案例中，生物體（大部分是指植物）均不受該機構必須規範的事項所約束 （註） 。 註：農作物在經過美國農業部的審查以外，仍須接受食品和藥物管理局的自願性審查。 大部分能躲避規避美國農業部審查的植物，都是應用鋅指核酸酵素（ZFN）或是類轉錄活化子有效蛋白核酸酵素（TALEN）這類基因編輯技術的產物。但是至今為止，我們仍不曉得...