1、生物技術在園藝上的應用 盧進輝 97.9.1據國際農業生技應用推進協會報告指出，2004 年全球的基因改造作物種植面積為 8100 萬公頃，比 2003 年多出 20%，以美國種植面積 4760 萬公頃占最多，其次是阿根廷、加拿大和中國；作物種類以大豆種植面積居冠，占基改作物的 6 成，其次是玉米、棉花、油菜；依目的分，抗殺草劑基改作物占 72 最多，其次為抗蟲基改作物占 19。這表示基因改造食品將氾濫，我們每天都會吃到基改食品，很難躲過基改的潮流。生物技術(Biotechnology/Biological Technology)的意義是：凡是利用生物程序、生物的機能、特性或是成分來製造產品，
2、來改善人類生活品質的科學技術都可稱為生物技術。本文主要談及生物技術在園藝上的應用。生物技術在園藝上的應用有：一.在園藝作物品質改良方面(1) 改良儲藏性蛋白質的質與量：利用遺傳工程的技術，殖入遺傳密碼(Gene Codon)的一段，使其產生新的胺基酸遺傳密碼序列，這樣可以使豆科因缺乏某一胺基酸致使營養無法均衡的情形，因殖入了新胺基酸密碼，而得以產生此種胺基酸，因而改變了其營養品質。(2) 改良油脂成分：例如改變大豆與油菜的脂肪酸的飽和度。(3) 培育抗不良環境的品種：利用基因轉殖或細胞融合的方法，對植物轉殖遺傳基因，或為耐旱、或為抗寒、抗鹽等之基因，以產生抗不良環境品種，可達增產目的。(4)
3、花色的增多：農試所的藍色菊花，澳洲變色的康乃馨等。(5) 花瓣的改變：花瓣形狀的改變或花瓣數量的增多等。二.其他應用(1) 生產無病毒植物體：利用生長點組織培養生產不帶病毒的健康植物體。(2) 生物農藥的開發：昆蟲的防治以往使用大量農藥，除了農藥殘毒委危害人類生命外亦造成了環境汙染；可使用生物防治技術或對環境影響較小的生物性農藥，例如蘇力菌：產生的殺蟲結晶蛋白對脊椎動物並無害，但目前已發現的 118 種毒蛋白，都有其專一的殺蟲範圍。(3) 抗病、抗蟲及耐殺草劑的作物品種改良：例如占美國玉米產量2/3 的抗蟲玉米為例，可使玉米產量一年增加 1000 萬噸。 所謂的基因改造作物，是利用人為的遺傳基
4、因工程，將某種物種特有的基因分離，再轉植到另一生物體內，改造的目的是為了增加農作物生長性狀，包括抗病蟲害、耐殺草殺蟲劑或化學物、忍受極端生長環境等。美國卻因為一宗飼料用的基因改造玉米大量流入市面，而引起相當嚴重的後遺症，這種飼料用的基因改造玉米，被懷疑帶有引發人類過敏反應的基因，據推估已經有上千萬袋的此類玉米流入市面，這個事件正式為基因食物的安全性敲響警鐘。為了防範生態浩劫，基因轉殖作物管理，我國決定從嚴把關！農委會表示，研發中的基因改良作物質，依修正版的植物種苗法規定，必須經農委會許可後才可進行隔離田間試驗，研究者如任意於田間播種，可處三年以下有期徒刑，或科以一百至兩百萬元罰款。目前我國研發
5、中的基因改造作物包括中研院的基因轉植水稻、馬鈴薯，中興大學的木瓜、台灣大學的蝴蝶蘭、香蕉、亞蔬中心的番茄以及農試所的藍色菊花等八種，其中僅有番茄及木瓜已經進入隔離田間試驗階段三、四年，其餘則仍在實驗室當中。所有研究中的基因改造作物要進入隔離田間試驗前，必須經過專案申請，由審議小組評定應進行哪些生物安全性評估，試驗項目視作物種類而定，大致上包括：確認改造作物不會變成生命力強韌、無法剷除的有害植物，不會與現有野生品種產生雜交，不會造成害蟲、田間動物與傳粉昆蟲等周邊生態的影響等三項為必要試驗。生物科技的目標之一是把某品種農作物的基因移植到另一品種內，以產生抗旱和抗病蟲害的新品種。科學家可以用維他命或
6、疫苗強化某些農作物的體質。美國康乃爾大學進行的實驗顯示，假如在馬利筋屬植物上鋪了一層經過基因改造的玉米花粉，黑脈金斑蝶的幼蟲吃了之後會死去。但美國環保署進行的研究卻顯示黑脈金斑蝶不大可能受威脅。另一種技術把貝他胡蘿蔔素加入芥菜籽油內，以便增加營養價值，印度北部和孟加拉都普遍使用這種油做為烹調用油。除了備受爭議的基因改造食品外，基因工程在農業上的應用其實相當廣泛，例如發展各色觀賞用花卉、降低毒性的生物農藥乃至動物用疫苗等，農委會農業試驗研究所正計畫將我國盛產的菊花開發出藍色新品種，甚至還有廠商想研發出一碰就會發螢光的情人花。國內外民調顯示，一般民眾對非食用的基因工程農業技術接受度相當高。根據國科
7、會科學資料中心新出版的生物技術之世界趨勢報告，台灣政府投入生技領域的研發經費，從 19992003 年平均約 70多億台幣，與 1994 年相較，5 年來政府生技研發經費成長了二倍，但一跟先進國家相比就相形見絀了，我國所投入總金額約只有日本政府的十分之一、美國的五十分之一。中研院院長李遠哲指出，有時候光是有錢並不一定能產生很傑出的研究結果，但到了基礎、人才和經濟齊備的關鍵時刻，錢就變成最重要的，有錢可以讓台灣在基因研發上跟國外一爭長短。包括李遠哲在內的多位行政院科技顧問都認為，台灣在基因等生物科技的經費投入，距離衍生重大發展的臨界值還有一段值得努力的空間。為了追上基因研發的競爭潮流，國內學術單
8、位近年來已漸將研究重心集中在生命科學相關領域，不但國內各大醫學院均將研究層面，從細胞提升到分子生物的基因蛋白質領域，光是中興大學就有六、七十位教授從事農、園、畜產品的基因研究；台大在校總區成立生物科技研究中心後，也規劃在竹北及虎尾分部設立生技育成中心和相關實驗室，與清大、竹科業者合作；成功大學將在南科成立生技中心，期望與南科生技廠商聯手打造南部生科研究重鎮。中研院智慧財產權辦公室主任梁啟銘指出，台灣將生物技術列為重點科技發展這麼多年，雖然好像沒看到什麼成果，但累積了很多優秀人才和研究論文，只是過去一直重視發表論文而不重視專利申請和技術轉移，錯失很多往產業延伸的機會。我國尚未正式核准基因改造作物
9、的商業種植，但是已有木瓜、番茄、稻米等作物完成研究開發，正依據農委會基因轉殖植物田間試驗管理辦法在隔離農場試種中，等待上市許可評估中；但是假以時日必定有基因改造作物的商業種植，而且會越來越多，這是不可避免的趨勢。附表：已開發的基因轉移農作物現況基因轉移的作物之種類 開發國及企業 商品化的國家保鮮良好的番茄 美國（Calgene） 美國、加拿大、英國、日本高膠質的番茄 美國（Zeneca ） 美國、英國不受殺草劑影響的大豆 美國（Monsando ） 美國、歐洲、日本同上 美國（Aventis ） 美國、加拿大高 olein 酸大豆 美國（Dupont ） 美國不受殺草劑影響之玉米 美國（Dek
10、alb ） 美國、加拿大、日本同上 美國（Aventis ） 美國、加拿大、日本同上 美國（Monsanto） 美國、加拿大、日本抗害蟲（蛾類）玉米（2 種）美國（Novartis） 美國、加拿大、日本同上 美國（Monsanto） 美國、加拿大、日本抗害蟲（蛾類）及不受殺草劑影響之玉米美國（Monsanto） 美國同上 美國（Dekalb ） 美國、加拿大抗甲蟲類馬鈴薯（2 種） 美國（Monsanto） 美國、日本抗甲蟲及病毒馬鈴薯（2 種）美國（Monsanto） 美國抗病毒的南瓜（2 種） 美國（Asgrow） 美國不受殺草劑影響的甜菜 加拿大（Monsanto） 加拿大、美國、日本同
11、上（3 種） 加拿大（Aventis ） 加拿大、美國、日本同上（5 種） 加拿大（PGS ） 加拿大、美國、日本同上 加拿大（Aventis ） 加拿大、美國、日本高 laurin 酸生產性的油菜美國（Calgene） 加拿大、美國不受殺草劑影響的棉花 美國（Calgene） 美國、澳洲、日本同上 美國（Monsanto） 美國、加拿大抗害蟲棉花 美國（Monsanto） 美國、加拿大抗害蟲及不受殺蟲劑影響之棉花美國（Calgene） 美國、澳洲、日本變色的康乃馨 澳洲（Florigene ） 美國、澳洲、日本雄性不稔苦萵苣 Bergie（PGS） 歐洲、美洲抗病毒的木瓜 美國（夏威夷大學、
12、康乃爾大學）美國參考資料：(1) James,D. Hewell,W.E. and Mink, G.I. 2001. Molecular evidence of the relationship between a virus associated with flat apple disease and Cherry rasp leaf virus as determined by RT-PCR. Plant Dis. 85：47-52.(2) Pryor,B. and Gilbertson,R.L. 2001. A PCR-based assay for detection of Alter
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