1、2022-8-5生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用生命的螺旋體p1865年瑞士化學家米歇爾從病人的膿細胞中分離出核酸的成份。p1879年，德國生物學家弗來明在細胞核內發現了染色質。p1903年，美國細胞學家薩頓則發現，細胞染色體的活動方式，與孟德爾所描述的遺傳因子極為類似。p因此，是否染色體就是遺傳因子呢？一般來說，生物的染色體數目總是少於性狀表現的數目，所以科學家推測，遺傳因子應該存在於染色體上，也就是說在一條染色體上，會帶有許多不同的遺傳因子！p1909年，丹麥的植物遺傳學家約翰遜開始以基因取代遺傳因子一詞。p1910年，美國遺傳學家摩根藉由果
2、蠅的研究，終於證明了基因的確是存在染色體上。然而，其真正確立DNA是遺傳物質的，是兩組科學家的重要貢獻。p英國生物學家格里夫茲所進行細菌轉型實驗 p赫希與蔡斯兩位科學家進行的噬菌體實驗 他們相繼地證實了DNA才是真正的遺傳物質，而不是蛋白質。生物科技在农业上应用p細菌的轉型作用(Transformation)DNA為遺傳物質的直接證據：1928年，英國的生物學家Griffith格里夫茲，他利用兩種不同品系(Strain)的細菌來感染老鼠，並觀察受感染的老鼠之生存情形，而這個實驗的結果証明了遺傳物質是DNA而不是蛋白質。p他的實驗流程如下：(A)注入鼠內活R型(Rough form)肺炎菌不致病
3、(鼠內只有R菌)(B)注入鼠內活S型(Smooth form)肺炎菌致病而死亡(鼠內只有S菌)(C)注入鼠內以熱殺死的S型肺炎菌不致病(鼠內沒有細菌存在)(D)注入鼠內活R型肺炎菌熱殺死S型肺炎菌致病死亡(鼠內有活R菌及活S菌)這種由R型的細菌藉由和死掉的S型細菌接觸而轉變為S型細菌，這種狀況就稱為細菌的轉型作用(Transformation)。生物科技在农业上应用p格里夫茲的細菌轉型實驗格里夫茲的細菌轉型實驗 細菌的轉型作用(Transformation)DNA為遺傳物質的直接證據：1928年，英國的生物學家Griffith格里夫茲，他利用兩種不同品系(Strain)的細菌來感染老鼠，並觀察
4、受感染的老鼠之生存情形，而這個實驗的結果証明了遺傳物質是DNA而不是蛋白質。p他的實驗流程如下：(A)注入鼠內活R型(Rough form)肺炎菌不致病(鼠內只有R菌)(B)注入鼠內活S型(Smooth form)肺炎菌致病而死亡(鼠內只有S菌)(C)注入鼠內以熱殺死的S型肺炎菌不致病(鼠內沒有細菌存在)(D)注入鼠內活R型肺炎菌熱殺死S型肺炎菌致病死亡(鼠內有活R菌及活S菌)這種由R型的細菌藉由和死掉的S型細菌接觸而轉變為S型細菌，這種狀況就稱為細菌的轉型作用(Transformation)。生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用p赫希與蔡斯的噬菌體實驗赫希與蔡斯的噬菌體實驗 研究噬菌體(
5、Bacteriophage)的赫希及蔡斯，利用T2噬菌體來感染細菌，分別用含放射性同位素32P和35S的培養基來培養大腸桿菌，又分別用放射性同位素標定的T2噬菌體分別去感染大腸桿菌，然後收集噬菌斑中釋放出來的T2噬菌體，並分析其成份。p因為DNA中含有磷酸根的成份，因此被32P標記的必然是噬菌體裡頭的DNA而不是蛋白質外殼；蛋白質中有含硫胺基酸而不是磷的成份，因此被35S標記的必然是噬菌體的蛋白質外殼而不是裡頭的DNA。他們發現，經過感染後再釋放出來的噬菌體只含大量之32P，由此試驗進一步證實了DNA才是真正的遺傳物質，而不是蛋白質。生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用p1953年，生物學
6、家華生和物理學家克里克，藉由科學家富蘭克林的一張精美的DNA晶體繞射圖，推測出DNA分子應該是雙螺旋的結構，這個發現讓當時的人們大開眼界；且從那時起，分子生物學便如雨後春筍般地蓬勃發展，而造就了今日絢麗的生物科技。pDNA（de-oxy-nucleic-acid），也就是“去氧核糖核酸”。如果將DNA想像成兩條串珠，互相地纏繞，每一個珠子即是DNA的一個基本單位，我們稱之為核苷酸。核苷酸是由鹼基、去氧核糖及磷酸三種成份所構成，我們依據核苷酸所含鹼基的不同，可分成四類：p鹼基英文縮寫中文名稱AdenineA 腺膘呤ThymineT胸腺嘧啶CytosineC 胞嘧啶GuanineG鳥糞膘呤 四種鹼
7、基間存在著一個規則，A與T相對應，G與C相對應，而膘呤與嘧啶間的氫鍵力量能使DNA分子穩固。因為核苷酸只含有一個鹼基，所以我們常以A、T、C、G的縮寫來代生物科技在农业上应用p染色體存在細胞核內，由DNA與蛋白質所組成，如果我們在電子顯微鏡下觀察，會發現絲狀的DNA分子，盤旋纏繞在一顆顆的染色體的組織蛋白上；只有當細胞要進行分裂時，細胞核內疏鬆的染色質，才會捲曲濃縮成棒狀的染色體。p基因存在染色體上，而基因特別是指在DNA序列上，能夠表現出功能的部分；在人類的所有染色體上，約存在著30000個基因，而且每對染色體上，存在的基因種類及數量並不相同。有時單一個基因便能控制一種性狀的表現，然而，大部
8、分的生理性狀，都是由一系列相關的基因一同調控而表現的。生物科技在农业上应用p無論有性或無性生殖，生命在繁衍過程中，如果想把本身的遺傳訊傳遞給後代，那麼就必須將本身的DNA複製一份。在DNA的複製過程中，會有各式各樣的蛋白質及核苷酸參與，在DNA開始複製前，一些特殊的蛋白質會尋找到一個叫作複製起始點的位置。當複製開始時，雙股的DNA會如拉鏈般地打開，分開後的單股DNA會各自作為模板，因為DNA具有方向性，所以在過程中，只會朝某一個方向進行複製（53）；其中還有一個重要因素，只要當一個稱作DNA聚合酶的酵素黏到DNA模板上之後，複製的工作便會開始。由於新合成的DNA序列會與模板股的序列互補，所以完
9、成複製時，便會有兩條一模一樣的雙股DNA。p 生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用DNA&RNAp想像DNA是一部電影的膠卷，RNA是放映的設備，而蛋白質便是一場聲色俱佳的電影！您是否能由這個比喻中，體會到RNA在細胞內所扮演的角色？DNA與RNA的差異到底到哪兒？德國的細胞學家福爾根解開了這個謎題：pDNA與RNA的結構差異：DNA是雙鏈，RNA是單鏈 兩者在五碳糖的第二個碳原子上，DNA連接的是氫原子，而RNA連接的是羥基 DNA所含的鹼基種類為ATCG，而RNA為AU（尿嘧啶）CG 生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用p蛋白質是細胞內的重要成份，主要存在於細胞質中；因為DNA分子
10、較大，難以穿透過細胞核膜，所以細胞要如何接收核內的DNA的密碼訊息來啟動合成過程呢？英國一位生物物理學家克里克（Francis Crick），在1957年時提出了一個假設，表示DNA會將訊息傳遞給RNA，而RNA再將訊息傳遞給蛋白質，這就是所謂的中心法則（Central Dogma）。pDNARNA蛋白質蛋白質表現 轉錄（transcription）轉譯（translation）之後在1961年時，法國的分子生物學家莫諾及生物化學家雅各布也提出了信使RNA的概念，他們認為DNA經由轉錄作用後會形成信使RNA，而信使RNA 會攜帶處理後的訊息去合成蛋白質。往後又發現了RNA的反轉錄作用，使得中心
11、法則的思想更為完備！p 反轉錄（reverse transcription）DNAmRNA蛋白質蛋白質表現 轉錄（transcription）轉譯（translation）生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用基因體學基因體學p所有生物的染色體均是由A、T、C、G四種含氮鹽基排列組合而成，這樣遺傳訊息看起來相當簡單，然而其所建構出的基因世界卻是變化無窮且難以了解，因此基因的解碼一直是研究人員努力的目標。而什麼是基因體學呢？這是指對於基因體的結構、成份內容及演化關係等，所進行的一系列研究，其基礎多來自於分子生物學和生物化學，而近代在核酸定序及其他相關技術的驅使下，使得基因體的領域發展相當快速，
12、基因體學不再只是決定基因序列而已，同時也包含基因的表現研究及蛋白質的功能分析等。生物科技在农业上应用蛋白質體學蛋白質體學p每個每個細胞細胞身上都帶有成為完整個體的遺傳訊息，但是身上都帶有成為完整個體的遺傳訊息，但是並非所有的並非所有的基因基因都會在細胞中表現出來。一個都會在細胞中表現出來。一個蛋白質蛋白質，儘，儘管只是單一基因的產物，也可能因細胞的不同而有著相異管只是單一基因的產物，也可能因細胞的不同而有著相異的形態，這是因為大部份的蛋白質在細胞內會經過不同的的形態，這是因為大部份的蛋白質在細胞內會經過不同的修飾，使得它們的結構、位置、功能，或分解速度有所改修飾，使得它們的結構、位置、功能，或
13、分解速度有所改變。因此，以基因序列訊息的資料庫作為研究基礎，加上變。因此，以基因序列訊息的資料庫作為研究基礎，加上新一代質譜儀技術與高速電腦的運算下，跨領域地整合發新一代質譜儀技術與高速電腦的運算下，跨領域地整合發展出蛋白質體學。蛋白質體學不但掀起了整個生命科學界展出蛋白質體學。蛋白質體學不但掀起了整個生命科學界對於蛋白質研究的新風潮，也成為了目前生物科技最主要對於蛋白質研究的新風潮，也成為了目前生物科技最主要的發展趨勢。的發展趨勢。生物科技在农业上应用生物資訊學生物資訊學p生物資訊學是一門整合了生命科學、數理統計及資訊科學的跨領域應用科學，它聚集了分子生物學、生物物理學、統計數學、計算機科學
14、等專家，投入基因解碼的工作。自從人類基因體計畫的完成，宣告了後基因時代的來臨，人們亟欲探索的，不再止於基因的排序，更想要知道的是基因的功能，而生物資訊學隨著基因研究的熱潮而崛起，今日伴隨大量的生物資訊湧現，如何應用電腦科技去搜尋統整出有用的生物訊息，以加速人類基因研究的腳步，便成為生物資訊學所應擔負的任務。生物科技在农业上应用組織培養技術組織培養技術p生物體皆是由細胞所組成，而組織培養的目的，便是試著將細胞分離出來，然後在試管裡進行人工培養，讓細胞大量地合成有用的物質，而組織培養大抵可分為動物細胞培養與植物細胞培養兩類。然而，並不是所有細胞都適合作生物體外的培養，以植物細胞而言，通常較容易分離
15、並培養於試管中，並有時可再長成完整的植株，但對於動物細胞來說，組織培養的難度通常會較為提高。生物科技在农业上应用基因重組技術基因重組技術p基因可以透過複製的過程，將遺傳信息傳遞給下一代，從而控制生物的個體性狀表現，除此之外，基因還可以製造出一些結構蛋白，直接或間接地影響生物的生理表現。而目前的基因工程技術，其發展乃建立在過去四十多年分子生物學的成果上，可說是分子生物學的延伸應用。其基本原理是利用能切割特定DNA序列的限制酵素，將來自不同生物的DNA作切割，再以連接酵素連接帶有相同切口的DNA片段，如此，在應用上便可將一些特殊DNA片段與載體進行接合，形成重組DNA，如果再將這重組DNA，經轉形
16、的作用送入宿主細胞中，經由宿主細胞的不斷分裂，便可持續的複製這DNA片段。整個基因工程技術實際上就是這些不同工具間的組合搭配，以期達到最好的基因表現或基因轉殖的目的。生物科技在农业上应用蛋白質工程技術蛋白質工程技術p動、植物體內，蛋白質是維持身體正常功能、消化食物及修復組織等必要物質。它們到處參與身體內的活動，儘管有足夠的維他命、礦物質及水分，如果少了蛋白質，仍是無法維持正常的生命現象，因此蛋白質的重要性可見一斑。p蛋白質在細胞內，常扮演酵素的角色，催化各式各樣的反應，蛋白質由胺基酸連接而成，之後會折疊成一定的形狀以產生特殊的生物活性。蛋白質工程就是藉遺傳工程的手法，把該酵素的基因選殖出來，試
17、著改變基因上面的特定核酸，就可影響改變所表現的蛋白質的胺基酸序列。以目前而言，蛋白質工程多用來提高酵素的穩定性，或修飾其催化的條件，以及改變酵素對不同受質的親和程度等。生物科技在农业上应用細胞融合技術細胞融合技術p抗體是生物體內眾多防禦物質的一種，由血液中的B細胞所產生，當外物侵入生物體時，生物體內之細胞會對此外來物產生反應，經過細胞間的命令傳達後，某些血液細胞會開始進行分化作用，產生對外來物具攻擊性的細胞。每一個抗體產生細胞只會生產一種抗體，然而這種細胞本身不具有分裂與增殖的能力，因此當此種細胞生產抗體達一段時間後，就會死亡、消失。而柯勒（Kohler）與麥爾斯坦（Milstein）兩位科學
18、家，提出一個新的構想，他們試著將B細胞與骨髓瘤細胞地成功地合成為融合瘤細胞，它能夠不斷地增殖並生產出專一性高的單株抗體，而這劃時代的創舉，也開啟了抗體應用的新紀元。生物科技在农业上应用p台灣每年從國外進口鉅量大宗穀物，在世界名列前茅。平均要買進黃豆二百五十萬公噸，大約是全世界第五大買主；玉米進口平均約五百萬公噸，輸入量僅次於日本、韓國。我們知道台灣、日本、韓國的主食是米，這三個國家購買大量黃豆、玉米，並非給人吃，而是做為飼料及加工用。生物科技與農業生物科技與農業生物科技在农业上应用基改生物技術與農業基改生物技術與農業p為維持規模農業經濟，近十年間，農業作物開始更科技化。p1996起，美國農民開
19、始嘗試種植基因改造黃豆，推廣到2004年，超過八成的美國黃豆都已經是基改黃豆。近四成種植的玉米，做為飼料用，都是基改玉米。p商業量產的玉米主要有三大類，飼料玉米、甜玉米及爆米花玉米。後兩者為人類食用，產量遠小於飼料玉米p美國食品業者反映保守市場需求，鮮少採用基改。p台灣進口大宗穀物主要從美國來，這個基改比例，八至九成供應飼料加工用，也反映在台灣市場，行政院衛生署藥物食品檢驗局市場抽樣，經驗佐證相當符合。生物科技在农业上应用目前基因改造作物目前基因改造作物:玉米、黃豆、棉花及油菜。玉米、黃豆、棉花及油菜。p總體來說，全世界有十七個國家種植生產基改作物，美國居第一名，p其他大規模生產，進入百萬公頃
20、俱樂部的國家，依序有阿根廷、加拿大、巴西、中國及巴拉圭。p歐洲國家種植最多的，有西班牙及羅馬尼亞，德國也不少。p1994年加起來總計有8千1百萬公頃。從右圖全球基改作物種植面積，可以看出這個成長趨勢，呈連續直線上升，沒有緩和的態勢。生物科技在农业上应用生物科技在农业上应用p這上升趨勢有二個值得思考的意義。第一，基改作物已這上升趨勢有二個值得思考的意義。第一，基改作物已然是鐵的事實。在地球環境釋放出的基改作物顯然持續增然是鐵的事實。在地球環境釋放出的基改作物顯然持續增加，民眾與政府，贊成也好，反對也罷，都得面對這個新加，民眾與政府，贊成也好，反對也罷，都得面對這個新時代的來臨，思考下一步如何處置
21、。時代的來臨，思考下一步如何處置。p第二個意義是，也許有消費者環保團體的反對聲音，第二個意義是，也許有消費者環保團體的反對聲音，基改作物是受到農民歡迎的選擇。對農民真正有利的，農基改作物是受到農民歡迎的選擇。對農民真正有利的，農民才會接受。事實上，利益誘因使得若干國家，農民偷偷民才會接受。事實上，利益誘因使得若干國家，農民偷偷非法種植基改作物的情形普遍。現代農民，在各國家，都非法種植基改作物的情形普遍。現代農民，在各國家，都是中下階層。即使美國，農民也受到聯邦政府大量補貼，是中下階層。即使美國，農民也受到聯邦政府大量補貼，才能維持一定收入以及經濟規模。生物技術帶來的經濟效才能維持一定收入以及經
22、濟規模。生物技術帶來的經濟效益，對農民十分具體可觀。美國農民協會調查，除非是為益，對農民十分具體可觀。美國農民協會調查，除非是為了海外市場考量，有些國家如歐洲、日本，法令不許可某了海外市場考量，有些國家如歐洲、日本，法令不許可某些基改作物，損失外銷市場有所顧慮，一般美國農民多半些基改作物，損失外銷市場有所顧慮，一般美國農民多半願意種植基改作物。基改作物的成功經驗，在第三世界國願意種植基改作物。基改作物的成功經驗，在第三世界國家不遑多讓，農民接受甚至更為明顯。家不遑多讓，農民接受甚至更為明顯。生物科技在农业上应用重組重組DNA技術技術 p生物的生物的DNA以雙股螺旋構造（以雙股螺旋構造（doub
23、lehelix）p四個鹼基四個鹼基A（adenosine）、）、T（thymine）、）、G（guanine）及）及C（cytosine）排列組合成，）排列組合成，A與與T、G與與C配對，巧妙構成，二條配對，巧妙構成，二條DNA之核酸序列則之核酸序列則為互補。為互補。p重組的重組的DNA技術，即將甲物種之某特殊基因技術，即將甲物種之某特殊基因（DNA）片段切下而貼到另乙物種的）片段切下而貼到另乙物種的DNA序列上，序列上，使甲物種該基因表現的特性在乙物種中出現。由使甲物種該基因表現的特性在乙物種中出現。由於上述四個鹼基，故在核甘酸序列上出現相同單於上述四個鹼基，故在核甘酸序列上出現相同單位的機
24、遇率只有位的機遇率只有1/4，故一段含有，故一段含有1,000個核甘酸的個核甘酸的基因體，則其完全相同的機遇率只有（基因體，則其完全相同的機遇率只有（1/4）1000p種基因內不同的程度，構成生物由簡入繁，而形種基因內不同的程度，構成生物由簡入繁，而形成不同的特性。此亦形成生物不同的特性。因此，成不同的特性。此亦形成生物不同的特性。因此，若將物種基因中的核甘酸加以改變，則該物種就若將物種基因中的核甘酸加以改變，則該物種就形成另一物種或稱自然的改善。形成另一物種或稱自然的改善。生物科技在农业上应用基因工程（基因工程（Genetic engineering）p基因工程是一創新技術，它能用來改造生物
25、以增基因工程是一創新技術，它能用來改造生物以增加生物資源及抗環境壓力之科技。以自然演化的加生物資源及抗環境壓力之科技。以自然演化的速度，一個改造的生物要歷經千年或萬年；但經速度，一個改造的生物要歷經千年或萬年；但經生物技術的過程，一個新的生物則不須太長時間生物技術的過程，一個新的生物則不須太長時間就可獲得。尤其，基因工程技術增加作物基因的就可獲得。尤其，基因工程技術增加作物基因的多樣性。多樣性。p因此，遺傳工程是加速物種進化的特異功能。然因此，遺傳工程是加速物種進化的特異功能。然而，它也可能帶給人類傷害。假使此特殊新生物而，它也可能帶給人類傷害。假使此特殊新生物在自然生態中產生干擾，則其後果將
26、不堪設想。在自然生態中產生干擾，則其後果將不堪設想。由遺傳工程所研發出的有轉殖植物、轉殖動物、由遺傳工程所研發出的有轉殖植物、轉殖動物、蛋白質工程、融合瘤、單株抗體等，都帶給人類蛋白質工程、融合瘤、單株抗體等，都帶給人類糧食、醫藥、衛生、健康上不同的福祉。糧食、醫藥、衛生、健康上不同的福祉。生物科技在农业上应用基因轉殖植物（Transgenic plant）p在傳統的植物育種裡，植物藉雜交（在傳統的植物育種裡，植物藉雜交（hybridizationhybridization）把甲植物的性狀植入乙植物，這要看此兩植物的親把甲植物的性狀植入乙植物，這要看此兩植物的親和性，同種者可藉雜交而繁衍後代，
27、不親和性的植和性，同種者可藉雜交而繁衍後代，不親和性的植物雖同屬但非同種即難天然雜交，更別說要想一個物雖同屬但非同種即難天然雜交，更別說要想一個植物的特殊性狀植入另一植物。植物的特殊性狀植入另一植物。p遺傳工程發展後，不但同屬物種間可以將基因由甲遺傳工程發展後，不但同屬物種間可以將基因由甲植物轉入乙植物，甚至不同屬物種也可以達成。植物轉入乙植物，甚至不同屬物種也可以達成。p廣義的基因轉殖植物即本身基因接受外來功能的基廣義的基因轉殖植物即本身基因接受外來功能的基因殖入之植物謂之，此生物技術突破過去的傳統，因殖入之植物謂之，此生物技術突破過去的傳統，讓具有特殊特性的基因可以在其他生物體內表現其讓具
28、有特殊特性的基因可以在其他生物體內表現其遺傳，增加生產力、減少環境公害，以提供人類福遺傳，增加生產力、減少環境公害，以提供人類福祉。祉。生物科技在农业上应用5種用基因轉殖植物的方法p農桿菌（agrobacteriam）媒介之基因轉殖 p基因直接導入原生質體再培養後之植物 p藉基因槍或粒子槍直接將基因轉殖 p 電壓穿孔導入法及p直接將基因注射入胚株或生殖細胞生物科技在农业上应用抗蟲、雜草及病害基因轉殖於作物上成功例子p目前已地在例如：棉花、大豆、水稻、玉米、油菜紫、蕃茄、甜菜、苜蓿等作物）。p在除草劑基因的利用上，重視五個原則：(1)高效力(2)低毒性(3)在土壤中移動性低(4)能被生物快速分解
29、而不致於造成殘留及(5)廣效性且易除多種雜草。p代表性的有 (1)EPSPS對glyphosate除草劑的耐性改進 (2)ALS酵素對sulfonylurea藥劑之耐性改進。生物科技在农业上应用抗蟲基因利用抗蟲基因利用p蘇力菌（Bacillus thuringiensisc var.kurstaki）Delta內毒素（endotoxin）基因，此毒素具除蟲效果，故可不必施除蟲劑以抗蟲害 p 植物防禦性蛋白質（plant defense protein）基因，此種防禦性蛋白質主要存在於種子或種薯的貯存器官中，其中蛋白質酵素（protease）之抑制物能抑制trypsin、chymotrypsin
30、、elastase等，將此蛋白質基因轉殖至作物中，可使之抗蟲。如葉豆的trypsin inhibitor基因生物科技在农业上应用國內成功例子國內成功例子p葉開溫等（Yeh et al.,1997）從甘藷植物中將抗蟲基因Sporamin（它是一種鹼性的胰蛋白酵素控制因子，可抑制蟲腸中之trypsin）轉殖至煙草及花椰菜中，使該植物具抗蟲效果；p 植物抗病基因的利用。利用植物病毒的鞘蛋白質（coat protein）基因的轉殖使植物具抗病毒，此中有TMV（tobacco mosaic virus）、BMV（bamboo mosaic virus）、CMV（cucumber mosaic virus
31、）、PVX（potato virus X）等，其他如衛星基因（satellite gene）、弱毒系統基因及與病程相關的蛋白質（pathogenesis related protein）基因等p抗真菌、細菌病害的基因，如植物防禦物質（phytoalexin），此類物質被病菌感染後，植物體自發性地產生毒物質以抑制病菌生物科技在农业上应用生物多樣性用於生物技術上(一一)抗逆境之基因抗逆境之基因全球乾旱地、鹽分地、污染地等與日遽增，但不全球乾旱地、鹽分地、污染地等與日遽增，但不少具有抗旱、抗鹽分或抗污染的野生植物仍可被少具有抗旱、抗鹽分或抗污染的野生植物仍可被發現於濱海或荒地（發現於濱海或荒地（Ch
32、ouandChiang，1988），），如果植物學家成功地能將這些具抗旱、抗鹽分或如果植物學家成功地能將這些具抗旱、抗鹽分或抗污染的基因轉殖於作物上，則作物可以種在旱抗污染的基因轉殖於作物上，則作物可以種在旱地、鹽分地，則糧食的增加指日可待，若將抗污地、鹽分地，則糧食的增加指日可待，若將抗污染（如抗重金屬）的基因轉殖於森林植物上，則染（如抗重金屬）的基因轉殖於森林植物上，則此森林可吸收土壤重金屬、減少土壤污染問題，此森林可吸收土壤重金屬、減少土壤污染問題，同時，也避免環境公害，是一舉兩得。同時，也避免環境公害，是一舉兩得。生物科技在农业上应用p，余淑美（2000年）已成功地將水母綠螢光基因以桿
33、狀病毒為媒介植入有毒昆蟲，以利於測有毒昆蟲之殺蟲能力，此成果對以基因工程改造病毒，並找出媲美農藥的生物防治之道有重要的助力。生物科技在农业上应用生物技術以改善環境生物技術以改善環境 p地球溫暖化主要是因為大氣中二氧化碳的量增加而引起的。日本現在正進行防止地球溫暖化的策略，以國家計畫的型式，對棲息於淡水或海水中之稱為微細藻類的植物進行如何吸收二氧化碳的系統研究。這個計畫主要目標是研究出某種藻類植物在每單位面積中能吸收二氧化碳量為森林的10倍，以及利用光的生物反應器（bioreactor），以便將火力發電廠排放出的二氧化碳做固定（引自陳，2000）。生物科技在农业上应用p紅樹林及仙人掌是作為能讓沙
34、漠綠化的王牌，若是能夠將撒哈拉沙漠整體綠化的話，就足以解決全球溫暖化的問題。對植物來說撒哈拉沙漠是非常惡劣的環境，因為除了非常乾燥之外，晝夜的溫差也大、地表也多鹽類。p若從紅樹林取出耐鹽性的基因以及從仙人掌取出耐乾燥的基因的話，就可以製造出具有兩者基因的嵌合（chimera）植物，那麼沙漠就有可能被綠化。若此夢想能成功的話，沙漠便可綠化，其溫度變化會變小，雨水也會開始下降（陳，2000）。若雨水來臨，鹽分就會淋洗到土壤中，則中生的植物也可能在此生長，改造沙漠成綠洲便指日可待。生物科技在农业上应用天擇及人擇與生物技術天擇及人擇與生物技術p天擇（天擇（naturalselection）是在自然界中
35、讓生物）是在自然界中讓生物接受自然環境及生物交互作用所產生的選擇。接受自然環境及生物交互作用所產生的選擇。p達爾文謂天擇為生存競爭及自然淘汰，在達爾文謂天擇為生存競爭及自然淘汰，在天擇的過程中產生突變及選擇，此二機制則為天擇的過程中產生突變及選擇，此二機制則為物種變異的重要過程。物種變異的重要過程。p分化及種的形成是一種變異導致差異單位的過分化及種的形成是一種變異導致差異單位的過程。程。p人擇卻是利用人類的主觀意識去選擇人類想要人擇卻是利用人類的主觀意識去選擇人類想要的物種，因此有育種學之誕生。的物種，因此有育種學之誕生。生物科技在农业上应用天擇及人擇與生物技術天擇及人擇與生物技術p農藝學家或
36、農學研究者，從野生的植物中選汰農藝學家或農學研究者，從野生的植物中選汰特定的性狀，如高產、味美、可口、易發芽等特定的性狀，如高產、味美、可口、易發芽等的品種，經長年的選育，把自然界的野生品種的品種，經長年的選育，把自然界的野生品種之基因逐漸淘汰，或在選育的過程中，這些基之基因逐漸淘汰，或在選育的過程中，這些基因逐漸喪失。因此原本在野生種具有抗病、抗因逐漸喪失。因此原本在野生種具有抗病、抗旱、抗鹽的基因可能在選育的過程中出局了。旱、抗鹽的基因可能在選育的過程中出局了。p野生種的基因是人類的寶庫，基因的歧異，正野生種的基因是人類的寶庫，基因的歧異，正是供人類利用最新生物科技來再選育品種的最是供人類
37、利用最新生物科技來再選育品種的最好材料。好材料。p以現代的生物科技就不會再度地喪失原有的基以現代的生物科技就不會再度地喪失原有的基因。理由很簡單，藉生物技術，基因轉殖植物因。理由很簡單，藉生物技術，基因轉殖植物或基因轉殖動物的過程也許創造出更多的生物或基因轉殖動物的過程也許創造出更多的生物（改性生物活體，（改性生物活體，LMO）生物科技在农业上应用p遺傳改良生物（遺傳改良生物（GMO）一到了自然界以後，）一到了自然界以後，可能在基因的流傳與漂變過程中，傷害了原有可能在基因的流傳與漂變過程中，傷害了原有的族群，導致原有族群生存的危機。其原因是的族群，導致原有族群生存的危機。其原因是GMO的生物在
38、自然界的食物鏈中會造成其他的生物在自然界的食物鏈中會造成其他物種基因的改變或重組，或其影響使基因流轉物種基因的改變或重組，或其影響使基因流轉速率降地，或某些基因掉落（或稱漂變），速率降地，或某些基因掉落（或稱漂變），p致此物種可能在短時間就會因內在基因交流的致此物種可能在短時間就會因內在基因交流的不順暢而結束其傳粉、受粉或產生不孕，導致不順暢而結束其傳粉、受粉或產生不孕，導致此物種之滅絕。此物種之滅絕。p這是近年來生態學家憂心忡忡的一件事。科學這是近年來生態學家憂心忡忡的一件事。科學的本身是為造務人類，但科技的發展若不妥當，的本身是為造務人類，但科技的發展若不妥當，則影響生態系至鉅，屆時人類無法存活而漸漸則影響生態系至鉅，屆時人類無法存活而漸漸將被自然淘汰。將被自然淘汰。天擇及人擇與生物技術天擇及人擇與生物技術2022-8-5生物科技在农业上应用
