分子辅助育种 — 挥别基改食物的契机

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你知道怎么种出又大又甜的木瓜吗?

看过电影 的朋友,可能会说:“在木瓜树的根部打根钉子,让它奋力一搏!”。听来相当励志,但其实要让农作物长得好,一开始就栽植优良品种当然比较有机会。

来自比较大、比较甜的木瓜之花粉和种子可能藏有决定果实大小和甜度的基因,而将大木瓜和甜木瓜进行杂交,这些基因就有机会组合,形成果实又大又甜的新品种。这就是育种的概念,人类也已经针对各种农作物默默进行数千年的育种工作,方才得到现在产量高、营养、好吃、又好看的各种谷类、蔬菜、和水果。

育种 vs. 基因改造

育种最大的问题,就是费时又费力。完成杂交后,必须等到新品种产生果实,再选出又大又甜的果实取出种子进行种植,然后再确认长出来的果实能继续维持又大又甜的特征,因为不知道有多少种子刚好分到想要的基因组合。这个过程往往要重复许多次,甚至可能需要重新杂交,才能得到每次种植都能稳定产出又大又甜的果实之新品种。以木瓜为例,一颗木瓜就有500-600个种子,从种下种子到长出木瓜约需6-10个月。光是想像需要种的种子数,还有育种需经历的代数,人力/物力和时间都非常惊人。基因改造就是为了解决这种问题而产生的技术。透过基因改造,人们可直接将希望的基因植入种子,在实验室几个月就能得到新物种。然而,基因改造也引起许多疑虑,例如:将其他物种的基因植入农作物会有什么影响?吃下这些移植基因会不会对人体有害?这些移植的基因会不会透过花粉传播等方式影响到其他生物或人类?因此大家逐渐向往非基改作物,也慢慢开始探讨以过去传统育种方式建立新品种。

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分子辅助育种-五年超越一甲子

目前对基因的认知愈来愈成熟,决定农作物特征的一些重要基因也已经被发现。各种基因检测技术也愈来愈发达,而在知识和技术能互相配合的情况下,“分子辅助育种”成为未来农业科技的发展趋势。分子辅助育种可解决传统育种费时费力的问题:农家在完成传统杂交取得想要的种子后,这些种子就可送到分子辅助育种进行培养,减少农地和种植作业。种子发芽一周左右,实验室即可从幼苗取下一小块样本进行分析,检查是否有想要的特征之相关基因。最快只要数小时,实验室就能筛选出基因组合较佳的种苗送回农场进行种植,不须等到下一代的果实产生才知道基因乐透奖落谁家!透过分子辅助育种,以往可能要花一辈子才能达成的目标,现在几年内即可实现。

未来展望

现在迫切需要各种新品种因应持续成长的人口和变迁的气候;再加上基因知识和技术不断提升,在在使分子辅助育种的前景看俏。目前台湾已透过分子辅助育种,培育出台湾版的越光米 — 台南16号,具有越光米的绝佳口感,但又能适应本地气候,而且生育期较长、产量较高。印度也以分子辅助育种发展出水患后还能生存的“潜水米”。
相信经过不断地改良,分子辅助育种对于粮食需求和饮食生活可带来更多惊喜,达到量足、味美、营养、好种的理想。不用打钉子就能得到又大又香甜的木瓜,您是不是也很期待呢?

探索园地

1. 台湾版越光米 — 台南16号: http://e-seed.agron.ntu.edu.tw/0179/179variety.htm
2. 印度潜水米报导: http://technews.tw/2015/11/02/bill-gates-funding-scuba-rice-to-flood-prone-places/
3. 深入了解分子辅助育种: http://www.biotaiwan.org.tw/download/structure4/Chu/201012-2.pdf

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