你應該要知道的食事
隨著氣候變遷、自然資源耗竭與人口膨脹導致糧食缺乏等，傳統育種的農業技術恐怕已不足以應付這些挑戰。幸好，隨著科技持續地進步，基因編輯技術已經可以精準快速地改變植物品種的特性，培育出符合市場需求的品種。
撰文＝食力企劃
為了讓人們吃得飽、吃得美味，農業單位與私人企業投注大量資源在育種上，希望能培育出高品質、穩定產量、適應性良好的優良品種。「雜交育種」是傳統育種常用的方法之一，舉例來說，將具有抗病性狀的稻米，與產量高但不耐疾病的稻米進行雜交育種，以獲得抗病且產量高的稻米品種。
傳統育種付出漫長光陰與心血，才換得的甘美果實－「牛奶鳳梨」
雜交育種需具備充足的種源，才能找到符合需求的性狀，且通常需要雜交多代、耗費數年的光陰，優秀的新品種才能問世。究竟，傳統雜交育種會需要多少的時間與努力？
舉例來說，果肉細緻香甜、色澤偏白而廣受喜愛的牛奶鳳梨，最初是源於1972年時、從夏威夷引進的一個未知名鳳梨品系，在1981年開始，先耗時6年進行其後裔族群變異選拔，接著又耗費3年進行品系比較試驗以及10年的區域試驗，歷經共23年漫長的開發，最終才在2004年通過命名審查，成為現今的「台農20號」鳳梨。
正因為有著許多人員的長期努力，才讓我們能享受甜美多汁的果實。然而，隨著氣候變遷加劇、自然資源耗竭、人口膨脹導致糧食缺乏等挑戰的擴增，農業生產力必須日復一日地正面迎戰這些經年累月而來的壓力，而傳統育種的農業技術恐怕已不足以應付這些挑戰。幸好，隨著科技持續地進步，目前已開發出多種新興育種方式，能夠更有效率地突破過去農作物在育種上耗時費工的侷限，協助人們克服挑戰並滿足未來對糧食供應的需求。
新興育種方式如何運用？以目前最廣為討論的基因編輯 CRISPR-Cas9 技術為例
CRISPR-Cas9基因編輯技術，可作為一種新興的精準育種方式來使用，直接或間接鎖定想要修改的農作物目標DNA進行編輯，從而獲得想要的性狀表現，並經由篩選程序讓農作物不帶有外來的基因，以CRISPR-Cas9基因編輯技術育種產生的新品種則與自然突變或是化學誘變能夠得到的結果相似，安全性也就無異於自然突變、化學誘變或是一般雜交育種等方式所產生的新品種，減少過去雜交育種所需耗費的時程，因此更能加速新品種的育成效率。
只要知道作物的目標基因位置，就能使用基因編輯技術改變作物的特定性狀表現。例如，目前研究已得知在水稻基因中，影響穀粒大小和數量的特定基因位置，若以基因編輯技術修改特定基因，就有機會產生穀粒變大且顆數變多的水稻新品種。這個優勢亦可克服傳統雜交育種的另一挑戰：如果帶有良好性狀之基因（如抗病）的附近或染色體亦帶有具負面影響的基因（如減低產量），透過育種篩選程序將很難將此兩個性狀分離，這也是過去雜交育種過程往往是曠日廢時的主要原因。
然而透過基因編輯技術，育種家則只需在最接近商業品種（如已具備高產量）的作物中編輯與抗病相關的基因，則可讓該品種得到抗病的特性，同時避開在雜交育種中可能得到的減產特性。同樣的，這些原理也能夠應用在其他的農作物上。
更營養、更多產、更抗病與逆境！基因編輯技術幫助農作物增進價值
目前世界各國已有許多基因編輯作物的研究與產品，例如美國賓夕法尼亞大學針對蘑菇中引起褐變的酵素基因進行編輯，降低蘑菇褐變情形，使其更容易保存，不需使用食品添加物來保持色澤；美國的Calyxt公司則開發出不含還原糖的馬鈴薯，而這種馬鈴薯洋芋片在油炸後丙烯醯胺的含量較低，對人體危害更小，又比現有的馬鈴薯更耐冷藏儲存；知名期刊《Cell》也刊載了可使產量倍增的基因編輯番茄，其結實纍纍的型態與葡萄非常相像。其他已開發的作物尚有抗旱耐鹽的黃豆、能對抗稻熱病的水稻、抗白粉病的小麥等等，這些使用基因編輯技術育種的作物，在提升或保存營養價值、抵抗疫病逆境以及增加產量等3大面向，都已產出良好的成效。
跟上基因編輯技術改變未來，讓糧食危機不再是人們的隱憂
透過基因編輯技術，可以精準快速地改變植物品種的特性，培育出符合市場需求的品種，例如具有特定大小或甜度的果實、抗疫病、耐旱或是高產的作物等，進而促成農民合理使用肥料及農藥，讓消費者可以安心地享用更優質的糧食。
未來，將會有更多新興育種技術運用在農業科技上，為了讓農民更有信心期待新品種即時問世，克服種種劇變的環境因素，成就所需要的生產力以減少缺糧危機，唯有積極跟上改善作物生產效率及維護地力永續的新興科技發展，才能讓人類生存與環境保護之間達到更好的平衡，使自然資源能夠真正地永續利用。
【本文由作物永續發展協會專案委託製作】
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參考資料：
▶農業試驗所技術服務－鳳梨新品種—台農 20 號(牛奶鳳梨)之介紹（2004）
▶植物育種技術之演進：談新興基因編輯技術 CRISPR/Cas9 於農業之應用
▶Improving cold storage and processing traits in potato through targeted gene knockout
