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「閃開,讓專業的來,嗶」會檢測蔬果成熟的採收機器人

雷雅淇 / y編_96
・2014/07/28 ・1441字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

要自動化採摘成熟的水果,是個艱鉅的任務。這時候如果人類偷懶利用機器人勞動的結果,就跟偷懶不避孕一樣,往往會有可怕的後果要承擔。目前還沒有達到產業規模的蔬果採收機器人,尤其是高經濟作物對於成熟度等等的條件有很高的要求,也很容易在處理時受到損壞。雖然有些機器人公司已經在陸陸續續將機器人用在一些特定的作物收割工作,但結果好壞參半,不盡理想,加油好嗎。

圖片來源|CROPS Project
自動採甜椒的機器人。圖片來源|CROPS Project

來自歐洲巨大且資金充足的研究項目如期的實現了用於作物的聰明機器人(Clever Robots for Crops)。 它具有高度可配置、能模組化,且具有智慧化工具的精巧載體平台,可以高效並且可靠的採收蔬果。

作物計劃(CROPS) 從四年前開始,現在已經接近尾聲。這個計劃發展了可高度配置、能模組化和聰明巧妙的載體平台,它裝配著智慧化工具,像是感應器、演算機器、噴霧器、夾子等,這些東西可以很容易地安裝到機器人上,並讓機器人能夠適應新的任務條件。這個技術期望未來可以針對高價值作物像是溫室蔬果,果園水果和製作頂級葡萄酒的葡萄。

但如果機器人只是摘水果那實在不夠看,它還能夠只朝葉面或是針對特定目標噴水,和不是隨隨便便而是具有選擇性的採摘水果。它就像R2-D2的農業版2.0,可以自己檢測水果,判斷他成熟與否,然後朝水果伸出手臂,抓住並輕輕地將它摘下。

作物計劃的另一個目標是開發可靠的檢測和分類障礙物等物體的技術,讓機器人可以無礙的在果園和森林操作並自主導航,這項技術的主要關鍵是在於感測和學習能力。

摘水果機器人還有其他愉快的夥伴,別的種類的原型平台機器人正在開發,其中包括針對特定作物像是甜椒、葡萄、蘋果的自動收獲機器人,還有可以精準地從地面到樹冠噴灑的機器人。開發名單上也有一些能夠執行一般任務的駐紮兵團人員,像是搭棚架、整枝、撿葉、農作物感測和監測的機器人。

下面這兩支影片展示了使用視覺系統和兩種不同的關節機器手臂自主收獲甜椒的機器人:

這樣採水果感覺很高大上,但它卻像遊戲王的陷阱卡一樣要滿足一些條件才有辦法發動。必須要把環境佈置對機器人友好的樣子,像是蘋果樹就必須經過精心修剪,使它們變成近乎二維非常地平坦,像是2D橫向捲軸那樣才能讓機器人可以很方便的操作。痾,它是馬力歐嗎?(登登登愣登~愣~)

圖片來源|WP6: Harvesting systems in orchards: grapes and apples
精心修剪成2D橫向捲軸的蘋果樹。圖片來源|WP6: Harvesting systems in orchards: grapes and apples

當它們被部署在這樣結構化、友善的環境之下,表現的效能都相當的不錯。或許讓我們在google辦公室的環境下工作大概效能也會不錯。但這些機器人的動作不快也不便宜,反而不如花時薪115去請一個雖然沒有經驗但可以隨傳隨到的工讀生來還比較有效益。

當然機器人還是有一些優勢,像是具有一致性、可重複性和無菌性。這項技術可能會比較適合用在一些特殊場域的溫室或特定作物,或是勞工可能會要求更高基本工資的地方,像是月球、火星等。就像太空船是R2-D2與它可能之後就不是那麼愉快的夥伴修的而不是絕地武士,當然不全然是因為工資,也是因為這些工作環境對人類來說就不怎麼友善了。

不過所有想要去澳洲打工度假的人們短期內應該還不用太擔心會有機器人來搶飯碗。可喜可賀可喜可賀啊。

原文:Prototype Platform Perceives Pristine Peppers, Precisely Picks a Perfect Peck.  IEEE Spectrum [

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雷雅淇 / y編_96
37 篇文章 ・ 918 位粉絲
之前是總編輯,代號是(y.),是會在每年4、7、10、1月密切追新番的那種宅。中興生技學程畢業,台師大科教所沒畢業,對科學花心的這個也喜歡那個也愛,彷徨地不知道該追誰,索性決定要不見笑的通吃,因此正在科學傳播裡打怪練功衝裝備。

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用這劑補好新冠預防保護力!免疫功能低下病患防疫新解方—長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022 年美、法、英、澳及歐盟等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
帕克斯洛維德
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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植物不該被排擠,讓診斷治療成為一種專業
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/10/12 ・4623字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 動植物防疫檢疫局 委託,泛科學企劃執行。

植物醫師制度介紹

氣候變遷是全球本世紀不可忽視的問題,其衍生的新興病蟲害與極端氣候,對作物來說都是嚴重的衝擊,也大大影響作物生產。聯合國為了因應全球氣候變遷與環境惡化,設立了永續發展方針(Sustainable Development Goals,SDGs),其中,第 12 個目標為「負責任生產消費循環,確保永續消費與生產模式」,這個目標與永續農業跟環境友善大大相關,加上近年來國內食安意識提升,今後的農業都將面臨轉型的問題。

全球氣候變遷亦會造成病蟲害相的改變,農民無法單憑過去經驗有效管理,難以事先防範,長期使用化學農藥可能會使有害生物產生抗藥性,也可能對環境造成傷害,為了有效解決臺灣農業面臨的瓶頸,「植物醫師」制度勢在必行。

植物醫師是什麼?

阿植回到務農的老家,撞見父親神情焦慮,來往左鄰右舍之間。一問之下才知道是家裡的農作物生病了,葉子上面都是病斑,父親拿著一罐農藥對阿植說:「上次隔壁家阿榮的田裡用了這個,病害馬上都好了欸。」

「阿爸,雖然都是葉子長斑點,不一定是一樣的病啊。就像都是咳嗽發燒,也不一定就是流感。」阿植說完,父親皺起眉頭:「啊不然要怎樣?難不成要找醫師來看嗎?有植物的醫師喔?」

「現在還真的有!」阿植接著說:「正在立法的《植物醫師法》,讓植物病蟲害的精準診斷治療成為國家認可的重要專業,未來由植物醫師提供專業諮詢與建議,農民在田間遇到問題時,就不會再求助無門!」

人生病了要找醫師,動物生病了要找獸醫師,顧名思義,植物醫師是以植物為標的進行診斷、治療的專業人員,能夠對於植物有害生物或生理障礙給予正確的診斷,並提供防治技術及資材使用之指導。因此,植物醫師要診斷治療的對象是「植物」。

《植物醫師法》的立法目的為「提升植物保護水準,強化植物防疫檢疫及高風險農藥之使用管理,建立植物醫師專業服務體系」。未來植物醫師的執業機構包括植物診療機構、農會、農業生產運銷合作社,以及農業試驗研究機構、設有農業科系之大專院校、農藥生產或販賣業者等。

植物醫師最重要的工作,是對植物病蟲害進行「正確診斷,對症防治」,並針對農民種植的植物種類、栽培方式等提供客製化的建議。

過往農民遇到病蟲害問題時,時常求助於當地的農業試驗機關,然而機關內的研究人員服務對象眾多,一則無法即時地處理所有農民的諮詢,二來額外的業務量可能導致本身的研究工作進度延宕;植物醫師加入地方農業的運作體系,不但可以讓試驗單位人員致力於研究工作,同時還可以提供農民更即時、更完善的服務,達成三贏的局面。

因此,植物醫師的出現與加入,可以說是相當具有理念與實質上的意義!

對症做出診斷,找到正確有效的治療方式

「總之就是要噴農藥啊,還要聽植物醫師那麼多建議」,聽完阿植的說明,父親還是想直接施用化學農藥,阿植擋下父親手上的農藥,說:

「植物醫師提供精確的診斷之後,也會提出適合的治療方法,這些治療方法未必會使用化學農藥,就像你手痛去看醫生,診斷後很可能只要做復健療程就好,根本不需要吃藥。」

「不噴農藥還能做什麼?」父親一臉茫然。

「植物醫師會運用自身植物保護的專業知識,在減少化學農藥使用的情況下達到病蟲害防治的目標,協助農民朝環境友善的農法前進。」父親聽完阿植的說明後說:「最近大家都怕吃到化學農藥殘留的農產品,如果能少用那還真不錯,而且還可以保障我們這些第一線實際噴藥的農民。」

受過專業訓練並通過國家考試認可的植物醫師,對於農民遇到的疑難雜症,均可給予即時且準確的判斷,並且提供防治建議,節省農民四處打聽詢問的時間。

此外,植物醫師執行的在地輔導和推廣作物有害生物綜合管理(Integrated Pest Management, IPM),能協助農民逐漸朝向環境友善的農法前進。

有害生物綜合管理指的是利用多元防治方法控制有害生物族群,透過監測掌握防治時機,有害生物密度低時使用物理防治、生物防治或非化學農藥的友善資材進行預防,當有使用化學農藥需求時,儘量使用低風險的化學農藥,且依照核准登記的方法進行正確且合理的使用,並在保障農民正常收益的條件下,維持生態平衡,減少對環境的衝擊。

2017 年起,農委會推出「化學農藥十年減半」的政策,配套推出農藥購買實名制、友善環境資材補助等措施;植物醫師在這項重大政策下的角色,即是以植物醫師的專業知識,指導農民正確診斷,搭配 IPM 策略,減少農民栽培作物中化學農藥的使用量。

用更少的化學農藥,卻能達到相同的病蟲害防治效果;不僅如此,農產品供應鏈最末端的消費者,還可以吃得更安心,這絕對是皆大歡喜的結果。

植物醫師怎麼訓練?

「人家醫師有學校醫學系在教,啊植物醫師是要怎麼訓練?」阿植開始跟父親介紹起植物醫師的養成過程。

「植物醫師也有相關的教育系統喔!像是植物醫學系就整合了農藝、園藝、土環、昆蟲、植病等農業學科的內容,有跨領域的知識才能對植物的生長健康有全面的了解。」

目前,臺灣一共有臺灣大學、中興大學、嘉義大學、屏東科技大學等 4 所大學設置植物病理、昆蟲、植物醫學系與植物醫學碩士學位學程等植物保護相關科系,並均成立植物教學醫院。

為了解決農民耕種時遇到的問題,不論是植物的營養還是病蟲害的類型與特性,通通都必須了解;以中興大學的植物醫學學程為例,除了學程本身必修課程,還有修課前必須具備的基礎「先修課程」,而這類先修課,多半是農業相關科系在大學期間指定學習的課程。

為了將課堂的課程與實際作物狀況有效銜接,植物醫師的訓練歷程中必須包含大量的實務訓練,植物醫師實習內容有實地訪診、輔導化學農藥減量,協助農民有效防範作物遭遇的病蟲害等,一面解決問題,一面學習處理問題,快速累積經驗。以屏東科技大學為例,該校的植物醫學系明訂學生的畢業條件包含每周 5 天,共 18 周的實習要求,且積極與不同領域的組織合作,提供學生更多樣化的實習單位,達到產學共利的目的。

「除了植物醫學系等相關科系在學時期的訓練,農委會更持續擴大招募農業相關科系畢業的優秀人才成為『儲備植物醫師』,透過職前培訓和媒合服務場域的在職培訓,強化專業能力訓練,讓植物醫師制度推動更順暢!」

自 110 年起農委會防檢局積極辦理「儲備植物醫師」計畫,讓通過遴選的儲備植物醫師進駐農會或公所,到第一線服務農民增加實務經驗、掌握農民的需求,也讓農民親身體驗農委會推動植物醫師制度所能帶來的好處。

氣候變遷及其造成的災害,程度是難以估計的,但值得慶幸的是,人們研發的各項農業科技,逐漸朝向環境與人共好的方向前進;若要讓技術面的效益最大化,法規及制度面的完備勢在必行。植物醫師制度與《植物醫師法》的推動,或許是個必然,但要推廣與落實這個制度,也絕對是條漫長的道路。

植物醫師制度比較

國際應用生物科學中心(CABI)是一個國際非營利組織。結合全球 40 多個國家工作的 CABI 科學家團隊「通過解決農業和環境問題來改善全世界人民的生活」。為解決包括病蟲害造成的農作物損失、破壞農業生產和生物多樣性的侵入性雜草和害蟲,以及全球缺乏科學研究等問題。CABI 正積極推動植物醫師(Plant Doctor)制度,援助開發中國家執行植物保護工作。其中,CABI 已於亞洲、非洲及拉丁美洲等地,成立超過 65 處「全球植物健康診所」(Global Plant Clinic, GPC),提供即時植物保護服務。

植物醫師制度的推動已逾十年;在植物醫師法尚未完成立法前,農委會鼓勵導入專區實作策略,擴大招聘儲備植物醫師進駐農會或公所,強化防疫工作基層人力,辦理作物診療,有害生物綜合管理及協助特定病蟲害監測及緊急防疫等事項。期待以農立國的臺灣,未來在植物醫師法通過後,有更多植物醫師的加入,持續為農業永續與食品安全把關。

這樣看來,植物醫師與植物醫師法確實是需要存在,其他國家也有相似的制度在運作著,特別有一點值得一提,臺灣即將是世界上第一個訂定《植物醫師法》專法的國家!

《植物醫師法》的起草,最早可追溯至 2008 年,當時農委會徵詢各界意見,歸納農藥業者、醫師、教授,以及各方意見後,方決定推行。目前的草案,不但參考了國內的《獸醫師》法及其他相關法規,也參考美國、日本的培訓、考照制度,期望在執行面培育「接地氣」的專業人才,在制度面建立完整的考試及任用機制,並且在法律面提供植物醫師們完善的保障。

參酌美國、日本植物保護制度的優點後,再依臺灣的情況加以調整,期望這樣的法律與制度設立,能給予國內植物醫師應有的權責與保障;更長遠來看,或許有朝一日就是他國向我們學習的時候了。

(動植物防疫檢疫局 廣告)

參考資料

  1. 立法院-推動植物醫師制度相關問題之研析
  2. 【植物醫師】「未來植醫」的自我期許:要醫作物也醫人心-農傳媒
  3. 【植物醫師】當農民習慣免費諮詢,以藥養醫是否成必然?-農傳媒
  4. 【植物醫師】實習植醫試辦 3 年,孫岩章:懂實務還會算效益,農民才有感
  5. 【植物醫師】如何與農藥仙仔競爭?實務經驗是關鍵!-農傳媒
  6. 【植物醫師】興大植物醫院年後開張,為作物土壤抓病灶-農傳媒
  7. 儲備植物醫師為農民把關獲肯定農委會明年擬擴大召募
  8. 農委會徵「植物醫師」 底薪 36K+年終 1.5 月
  9. 植物醫師出招,三星蔥和雲林蒜頭農藥大減!學者籲推動立法刻不容緩
  10. 植物生病了該怎麼辦?淺談「植物醫師」制度-PanSci 泛科學
  11. 作物生產整合管理(農委會)
  12. 「植物醫師」在農村,美濃的第一次實驗
  13. 植物保護技師證照推動介紹(農委會)
  14. 斗南鎮農會安全食材守護者
  15. 水稻主要病蟲害整合性管理(IPM)
  16. 立法院第 10 屆第 4 會期經濟委員會第 9 次全體委員會議
  17. 立法院議案關係文書 院總第 1053 號 委員提案第 26002 號(PDF)
  18. 農委會苦推立法十三年立法院終於進一小步降農損、拚出口該許植物醫師一個名分-今周刊
  19. 植醫四校育才之道!從課綱到實習,全面落實學用合一-農傳媒
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你知道基因改造,那知道「基因編輯」技術嗎?讓專家一次告訴你!
台灣科技媒體中心_96
・2022/06/29 ・3505字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

英國環境食品與鄉村事務部(DEFRA)於 2022 年提出的《基因技術(精準育種)法案》。
圖/envato

英國環境食品與鄉村事務部(DEFRA)於今(2022)年 5 月 25 日提出的《基因技術(精準育種)法案》(Genetic Technology (Precision Breeding) Bill),6 月 15 日已過二讀討論,6 月 28 日將進入下一個審議階段。該法案針對精準育種的動植物,以及由這些動植物生產出的食品與飼料,提供開放銷售相關的風險評估。

台灣科技媒體中心邀請專家說明目前的研究與技術,4 位專家皆解釋精準育種技術更能縮短育種作物的時程,並指出該法案可供臺灣參考的面向。

法案修訂,提升糧食生產策略的重要性

臺灣大學生物科技研究所教授 兼 生物資源暨農學院副院長 劉嚞睿 表示,目前各國用基因編輯技術,做為基礎開發的新興精準育種技術產品,管理方式並不一致。所以目前國際上,是否以基因改造生物的規範來管理新興的精準育種技術產品,仍未達成共識,會影響新興精準育種技術產品的開發。

成功大學生物科技與產業科學系副教授 郭瑋君 指出,過去,美國對科技作物相對開放,而多年來歐盟強力反對。英國作為歐洲的三大強權之一,提出此修訂案,開放精準育種作物的產業研發及銷售,反應出此技術不再只是美國自身的國際貿易考量,而是提升未來糧食生產的重要策略。

英國開放精準育種技術,可能是提升糧食產量的重要策略。圖/envato

郭瑋君認為,這對全球有顯著的指標作用,相信此舉也會帶動歐盟未來思量修改相關法案。但郭瑋君也指出,該法案所提的專一基因編輯,在臺灣的精準育種技術只在研究單位進行,以分析作物的基因功能為主,目前仍未發展於產業育種。

郭瑋君表示,精準育種技術可以直接修改植物的基因,因此最大的潛力是可以去除造成植物生長弱勢的基因,而提高生長能力及永續栽培方法的應用。她說,精準育種技術可以顯著縮短育種時程,從 10 年縮短到 1 年半,這在因應氣候變遷造成每年極端氣候,加快培育有抗性的作物品種,有極大的助益。

郭瑋君舉例,自精準育種技術於 2013 年成功改變植物基因後,2017 年美國食品藥物管理局(FDA)即已核準了精準育種可抗旱的大豆、増加含油量的亞麻,及不會變黑的蘑菇上市。

臺灣大學農藝學系副教授 蔡育彰 表示,英國提出修訂精準育種法案,是繼美國、澳洲、日本等國之後,將基因編輯作物與基因改造作物做出區別。

目前已訂定法規中允許的精準育種作物,主要是影響作物本身特定的基因表現。

精準育種可以大幅縮短育種時程、因應快速來臨的極端氣候。圖/envato

蔡育彰認為,這種改變原本特定基因表現的作物,與現行一般育種方法所育成的作物相似,若再輔以目前成熟的全基因組定序分析技術,可完整的比對出精準育種作物與對照品種的基因組序列差異,後續相關安全性評估可與過去一般品種育成的流程相似。

臺灣海洋大學水產養殖學系副教授/前系主任 龔紘毅,同時也是執行科技部、農委會與多項產學合作的計畫主持人。龔紘毅指出,精準育種技術幫助我們減少對農藥及抗生素的依賴,減少對環境的影響並改善動物福利,增加動植物的營養價值,從而提高糧食系統的生產力、復原力及可持續性。

龔紘毅說明,臺灣現在發展的精準育種技術有「基因體選育」(Genome selection)與「基因體編輯技術」,前者需要有明顯不同性狀的族群樣品並選育物種,但相對也會投入很高的成本,較適合少數高產量與高經濟規模的物種。

臺灣現在發展的精準育種技術有「基因體選育」(Genome selection)與「基因體編輯技術」。
圖/envato

龔紘毅表示,臺灣在農業基因體學和遺傳技術有豐沛的能量及基礎研究,可借鏡英國法規,制定輕度監管的方式,釋放研發及促進農業產業發展的能量,且制定符合台灣最大效益的規則。龔紘毅提到,日本專家及政府在制訂精準育種法規的前瞻性、推廣經驗與鼓勵新創,也值得臺灣加以借鏡學習。

他指出,日本與臺灣均為水產消費大國,日本雖然在基因改造生物(GMO)法規上嚴格管理,但學界與政府認為基因編輯技術在精準育種具有龐大的發展潛力,因此在基因編輯法規超前部署,制定明確且兼顧產業發展與生物安全的法規制度。同時在科學教育及注重新興技術與民眾溝通、宣導和知的權利。

精準育種,相對縮短培育時程

劉嚞睿說明,依臺灣「食品安全衛生管理法」定義,基因改造是指使用基因工程或分子生物技術,將遺傳物質轉移或轉殖到活細胞或生物體,產生基因重組現象。基因改造技術食品含有外源基因,對人體健康與環境生態可能有影響。

不過他舉例,三種基因編輯技術中,其中兩種技術的衍生產品,不含有外源基因。所以除了歐盟仍以基因改造生物的規範進行管理以外,大多數國家認定風險與安全性應與傳統育種無異,故認為不屬於基因改造產品。

劉嚞睿指出,基因編輯技術可在不含外源基因的情況下,精準快速的改變生物體內特定的基因序列,大幅縮短育種時間,帶動新興精準育種技術的發展。但此精準育種技術,透過人為的操控物種基因體,甚至影響物種的基因多樣性,仍引起諸多道德倫理與社會價值的矛盾與衝突。

用人為方式改變生物基因的精準育種技術,仍有道德倫理上的疑慮。圖/envato

蔡育彰說明,精準育種使用的基因編輯技術,與傳統基因改造不同,傳統基因改造是經由外加的基因。他指出,實際應用的困難在於,精準育種此技術應用在不同作物、品種和品系上,效率也都不同。由於目前法規允許的精準育種技術有限制 DNA 序列的變異型式,應用於許多現行栽培的作物種類上可能預期效果較有限。蔡育彰也提醒,精準育種技術的應用也需要對目標作物的基因組序列有完整的了解。

郭瑋君指出,基因改造主要技術核心是,永久放置「非植物」的基因片段於農作物體內,如抗病或抗蟲或抗農藥基因,可能來源是昆蟲或細菌,以提高基因改造作物的產量。因此這些外來基因在作物內會產生外來的蛋白質,可能栽種時造成其它生物如昆蟲的生長或演化上的變異,在食用時可能成為人類食物的過敏源。

郭瑋君解釋,精準育種技術是直接去除或變異「植物」本身的基因片段,最終的育種作物不會有外來的基因或蛋白質。

與基因改造不同,精準育種的基因編輯技術,只會剔除、不會新增外來基因到農作物體內。圖/envato

龔紘毅解釋,精準育種中的基因編輯技術,讓科學家能幫助農民和生產者開發出有益處的植物和動物品種,這些也能通過傳統育種和自然過程發生,但基因編輯可以更有效和更精準的大幅縮短選育新品種所需的時間。

台灣科技媒體中心表示,目前英國的精準育種技術仍屬於基因改造生物(GMO)法規的監管下,若此法案通過,將有利於精準育種技術與產業發展,但是,使用精準育種技術的作物是否納入或獨立於「基改作物」的法規規範,仍待持續關注與討論。雖然英國、紐西蘭、澳洲等都有專家長年持續的討論基因改造作物與基因編輯作物的技術,但在臺灣仍十分缺少對此科學議題的專業看法與討論

台灣科技媒體中心總結,透過科學家說明目前的研究與技術,能幫助在科學技術被誤解之前,提供正確的資訊以利討論。雖然這次是在英國提出的精準育種法案,但未來臺灣若有相關發展,也可以做為參考的資料。

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