103年4月份國際短波

本文收錄於臺大農業推廣通訊雙月刊104期

譯/國立臺灣大學農業推廣委員會 吳悠綸幹事

Wageningen University and Research Centre

10 年內植物登上火星?

如果未來人類移居外太空,火星是可能的選項之一,植物生態學家 Wieger Wamelink 的研究推論,火星上的土壤可能適合種植糧食作物,使該星球更適合人類生存。

Wamelink 的實驗採用 NASA 以夏威夷火山土壤混製的仿火星土壤,以其栽植 14 種植物超過 50 天。原先他假設植物會發芽,但最終因缺乏營養死亡;實驗結果卻超乎他的預期,不僅長得很好,有些甚至開花。經分析發現,這批仿火星土壤含有磷、鐵的氧化物和氮素。

然而,除了土壤養分,欲在火星上耕作,實務上仍有許多挑戰須克服,舉凡重力導致灌溉與植物氣體交換的問題、稀薄的大氣造成氣溫偏低、日照不及地球充足…等,Leo Marcelis 教授認為應從耕作系統的方式解決問題,因此他提出建置密閉的植物生長設施,並裝設 LED 燈泡以增加光照的構想。除此之外,Marcelis 表示,也應設計更有效率的循環系統、監控植物需求的感測器…等,以克服資源貧乏的問題。

科學家們認為,如果火星能提供生產糧食的基礎,未來移居外太空將不再是夢想。

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Pennsylvania State University

美國賓州計畫降低家畜排放的溫室氣體

隨著全球農業排放的溫室氣體提升,為了降低家畜所產生的排放量,美國賓州學者開啟一項為期 4 年的國際計畫─Global Network for the Development of Nutrition-related Strategies for Mitigation of Methane and Nitrous Oxide Emissions from Ruminant Livestock。

依據聯合國糧食及農業組織統計,動物排放溫室氣體占全球總排放量 18%,計畫主持人 Alexander Hristov 認為,隨著發展中國家個人所得提升,對動物源食品的需求增加,但產能卻不及已開發國家,未來溫室氣體排放問題只會更加惡化。

藉由遺傳學、繁殖效率與科學化飼養,這項計畫將透過飼料配方與添加劑來調整營養策略,以達到降低排放量的目標。

這項計畫另一個目標為建立資料庫,網羅世界各地科學家所發表與尚未發表之研究資料,作為有關這項議題最新的交流中心。

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Virginia Polytechnic Institute and State University

中美科學家商議提升基改產品貿易的風險管理

即使基因改造的農產品利潤豐厚,它們在國際貿易中卻非廣受歡迎。

美國早已通過生產基改作物,但中國才剛起步。為了提升美、中兩國對基改產品法規、溝通與風險管理等議題的相互理解,並促進科學與部門合作,美國農業部門的對外農業局提供學者經費補助進行專案計畫。

美國方面的學者 Elizabeth Grabau 指出,中國對基改產品有很多錯誤的認知,並缺乏生物技術法規的知識,因此和中國交換訊息與協調是非常重要的工作。他堅信,被充分告知的民眾和以科學為基礎的規範,對安全生產基改作物都是非常必要的關鍵。Eric Hallerman 則說明,植物基因工程在中國是主要的學術研究之一,為了急於商業化,中國政府特別阻擋美國產品進口,以便它們有足夠的時間準備販售。但同時,官方不諮詢科學家的建議而直接回應消費者的疑慮。

在中國學者 Li Yunhe 和 Wan Yusong 訪問的 6 週期間,Grabau 與 Hallerman與他們密切分享美國基因科技風險評估、風險管理、風險傳播與政策的經驗;而他們也就個人的專業與訪問目的與Grabau 與 Hallerman 密集討論。除此之外,美國學者也到訪中國,實地了解基因工程對中國農業的重要性,如協助農友免於農藥的傷害、增加收入、讓豬隻免於口蹄疫的威脅…等。

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Wageningen University and Research Centre

海運玫瑰花展現優良的保存性

玫瑰花經過幾週的海路運輸,其品質仍維持地相當好,甚至比空運的品質還佳。

這項研究成果是由密集、重複的試驗而得,將大花與小花玫瑰花置於空調冷凍櫃中,利用遠程控制溫度、相對濕度…等條件,經 25 天的運輸後,再花 8 天的時間(2 天冷藏、2 天轉運、4 天置於零售店)模擬歐洲各種目的地國家的氣候條件,測試瓶插的保存性如何。

結果顯示,這些海運的玫瑰花,平均瓶插的壽命為 10 天,並不比空運遜色。研究認為,空運的溫度條件比海運難控制許多。

計畫主持人 Robbert van Willegen 指出,進出口玫瑰花至較遠的國家,若能利用海運,不僅運輸成本較低,也對環境比較友善(和空運相比,減少 87% 的二氧化碳排放量)。為了比較海運與空運保存性的優劣,這項計畫將持續進行測試其他品項的表現,而運輸過程中的其他變項,如季節性因素,也將一一透過實驗檢視。

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Cornell University

首支針對乳牛研發的子宮炎疫苗

子宮炎是牛隻常見的疾病,一旦感染不僅傷害動物的健康,也使經營者不得不使用更多的全身性抗生素。為此,Cornell University研發全球第一支針對乳牛子宮炎的疫苗。

子宮炎從牛隻生產後開始發生,細菌經由陰道和子宮頸,最終來到子宮。感染的牛隻會發燒、疼痛、發炎、缺乏食慾、憂鬱,並降低繁殖力。在美國,子宮炎影響 25% 的乳牛(將近九百萬隻),每一匹感染的牛隻將造成將近 400 美元的生產損失與治療費用。

除此之外,子宮炎也是最常使用全身性抗生素的疾病,因此Rodrigo Bicalho 博士試圖透過研發複合成分的疫苗以替代抗生素的使用。該研究研發的 3 支疫苗皆能有效降低子宮炎的發生率(高達 83%),牛隻經皮下注射疫苗後不僅減輕產褥熱與產褥期子宮炎,也能改善生產力。

如此的研究結果讓團隊非常驚訝,遠比他們的預期效果還要好。為了使疫苗更便於推廣使用,他們下一步將研究疫苗中的重要的成分,以簡化疫苗的複雜程度。

此研究成果刊登於PLoS ONE

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University of Illinois

了解植物與土壤的交互作用可能提供對抗雜草的新方法

最近的研究發現,土壤中的微生物對豬草 (ragweed) 有負向影響,對土壤表面下植物和微生物複雜的關係有進一步的認識。

植物學家已研究植物土壤回饋 (plant-soil feedback, PSF) 行之有年,也了解某些微生物具有改變土壤的能力,Tony Yannarell 則進一步應用 DNA 指紋圖譜觀察土壤中的微生物,並發現這些微生物皆偏好豬草,並影響它們的生長。

如果按照研究結果推論,想抑制雜草應增加抗豬草的微生物至土壤中,但這樣的做法在過去的研究從未成功。Yannarell 認為,有效的策略應多種植會吸引特定微生物的植物,而這些的微生物將危害豬草,如此一來,便能促進菌相的生長,達到抑制雜草的功效。

在這個實驗中,研究團隊選用Manhattan, Kan. (太陽花)和 Urbana, Ill.(豬草)在 5 個州進行實驗,並觀察其 3 個世代與土壤中菌相的交互作用,他們並連續使用同一批土壤,如此一來提供微生物改變土壤的機會。

然而,在這些州當中並沒有發現同一種偏好豬草的微生物,但皆存在偏好豬草且對其生長產生負向影響的在地微生物;也就是說,不同地方的有機體可能不同,但卻能產生相同的作用。

研究成果刊登於 Microbial Biology(篇名:An Affinity–Effect Relationship for Microbial Communities in Plant–Soil Feedback Loops),目前研究團隊正在尋找適合的覆蓋作物以提供抗草的微生物發展。

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