调节植物基因 开启新革命
调节植物基因 开启新革命 | 2016-06-13 |
【经济日报(臺湾) 2016-06-13 黄文奇】
（本文由正瀚生技提供、记者黄文奇整理）
21世纪以来，生命科学加速破译出生命的密码。全球科学家联合攻关，已完成破译了水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、蕃茄、凤梨、咖啡等重要作物的基因组序列，愈来愈多的功能基因得以阐明，结合计算机大数据分析，植物生长发育的基因程式清晰的呈现出来，使得定向育种和调节植物发育方向成为可能，正在拉开全球农业第三次绿色革命的帷幕。
植物基因组定序和功能基因揭密，正在拉开第三次绿色革命的帷幕。今日农业生产仍是奠基于第一次和第二次绿色革命，依靠传统育种、化肥、农药和灌溉技术，已远落后于生命科学的发展，也面临日益严竣的气候恶化、环境污染及资源耗损等压力。
正瀚在台已经建构现代植物学研究中心，此举为了抓住生命科学进步产生的机遇，掌握基因组和功能基因讯息，研发高科学水平和高技术含量的基因调节产品，投身于全球第三次绿色革命的浪潮。
农业技术革新，能够正向调节高产、优质基因的表达。因为植物一生的表现，是其基因程式开和关的表达结果，而控制开关的就是环境因子。植物细胞感受光照、温度、水份和营养等外界条件，把它们一一转化为细胞内的化学信号，传递到细胞核中，开启或关闭特定的基因表达，以此调节着植物生长发育的方向。
当今全球气候日益恶化、高温、干旱、沙漠化、圣婴现象以及伴随的病虫害频发，都降低或关闭了植物正常生长发育基因的表达，开启了植物伤害，甚至死亡基因的表达程式，导致植物生长减缓、发育受阻，严重影响作物的收成和品质。
精确的分析作物基因组和功能基因信息的基础之上，通过筛选、模拟和利用细胞内产生的天然化学信号成份，以微量控制巨量的技术，并正向调节作物高产、优质基因的表达，即使气候恶劣多变，作物的产量和质量也将有最佳保证。
当代农业生技的大趋势，是思考如何顺应环境气候变迁，创新对作物和环境双重友好的产品。其中，氮、磷和钾肥是植物营养的三要素。氮肥生产需耗大量的能源、磷、钾矿，是不可再生的矿产资源。台湾既面临能源供给不足，又缺乏磷、钾矿的自然环境。
目前的施肥技术让三要素的最大吸收和利用效率均不足50%，不仅导致能源和矿产的浪费，更使多余的肥料流入水体，造成饮用水源的污染，湖水和海水的富营养化，引起藻类爆发和赤潮。
因此，透过正向调节植物细胞中氮、磷和钾的吸收基因和转运基因的表达，诱导吸收蛋白和转化酵素的活性，大幅度地提高作物对肥料的收和利用，减少肥料的流失，让高效肥料吸收技术和产品，达到对环境友好之目的。
目前的农药技术和产品，均基于对病菌、害虫和杂草的化学杀灭之功能，以减少作物产量的损失。但基因组讯息的分析表明、病菌、害虫和杂草的基因序列，与作物的基因序列至少有50%以上的相似性。
也就是说，农药在杀灭病、害虫和杂草的同时，也会在一定的程度上使作物中毒，对作物并不安全，特别是气候异常时，农药对作物的毒害事件更常见。
如果能够用农业生技有关技术，调节作物自身的防御基因的表达程式，并开启作物修復伤害基因的表达，提升作物防御和修復农药造成的伤害，改善农药对作物的安全性。
另外，通过提升植物自身防御基因的表达，也增强了作物本身对病菌、害虫和杂草的抵抗能力，减少农药的使用频率和使用剂量，即可实现对作物和环境双重友好之目的。
