老葉的植物王國

  油菜。圖片來源： 維基百科 不論你喜歡或不喜歡，有一大類的基改作物是抗除草劑的。這些基改作物的營養價值並沒有增加，純粹只是讓農民除草很方便而已。消費者不見得喜歡它們，但是農民對它們當然是相當喜愛的。 但是，從抗除草劑的作物問世以後，一直都有專家擔心，會有所謂的「超級雜草」（superweed）的出現。他們認為，當這些抗除草劑的基改作物逃逸到野外後，可能就會跟野外的祖先作物發生雜交，接著就會把抗除草劑的基因傳遞給野外的祖先。 這些年來，超級雜草也的確出現了，但好像都不是因為逃出來的基改作物造成的；於是就有科學家感到好奇，想知道到底那些逃出去的基改作物發生了什麼事？ 最近發表的研究，就是在2021年做的調查。研究團隊在2021年六月到七月間，於美國的北達科他州的主要公路上劃定了623個2x50公尺的樣區，每個樣區之間相隔8.05公里。他們在每個樣區收集了油菜樣本，測試其含有的轉殖基因。 另外，研究團隊還在一些偏遠地區進行了採樣，包括河邊棲息地以及保護區（如Sheyenne國家草原和Upper Souris國家野生動物保護區），以做為比較。 結果，他們在這些樣點中有42%發現了油菜（2010年45%的樣點有油菜），其中76%表現出至少一種轉殖基因：67%含有PAT基因（phosphinothricin acetyltransferase），即對草銨磷（glufosinate）有抗性、8%帶有CP4 EPSPS（5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase）基因，即對嘉磷塞（glyphosate，年年春）有抗性。 與2010年相比，2021年的調查帶有PAT基因的基改作物顯著增加（2010年只有49%）。相對的，帶有CP4 EPSPS基因的基改作物顯著減少（2010年有51%）。不過，所有樣區的植物量都有減少（2021年收集到9884株，2010年收集到18960株）。 研究團隊發現，在主要道路的交叉路口的基改作物數量特別高，應該是因為運輸的時候掉落的緣故。 有意思的是，研究團隊發現野生非基改油菜的比例略微增加，從2010年的19.9%到2021年的24.2%。 到底為什麼野生非基改油菜的比例會提高呢？ 研究團隊認為，可能有些基改油菜在自然環境中，因為沒有選擇壓力（除草劑），於是就失去了它們的轉殖基...

  圖片來源： Nature 在1986年，第一株發光植物--發光的煙草（ Nicotiana tabacum ）問世了。那時候，就聽到有人說，或許有一天，我們可以讓路樹發光，那樣就不需要路燈，可以省下許多電費。 聽起來很棒，不是嗎？ 今天的新聞提到，由 Light Bio公司 製造的「螢火蟲矮牽牛」（Firefly Petunia）即將在美國上市。事實上，美國本土48州已經可以預購了。 從發光煙草到螢火蟲矮牽牛，這條路走了將近40年。 對Light Bio的CEO與共同創辦人Keith Wood來說，這尤其意義非凡，因為他就是當初做出發光煙草的人。 但是，螢火蟲矮牽牛與發光煙草，完全是兩回事。 當初的發光煙草，是植入普通東方螢火蟲（ Photinus pyralis ）的冷光素酶（luciferase）。螢光素酶需要接觸到它的受質「冷光素」（luciferin），將冷光素氧化後才會發出冷光。所以，這樣的發光機制意味著，你要提供它冷光素，才會看到光。如果真想要把它拿來當作路燈，是非常不實用的。 不過，冷光素酶在生物科技上的應用非常廣泛。它被拿來當作所謂的「報告基因」（reporter gene）使用。科學家只要把相關基因的啟動子（promoter）後面接上冷光素酶的基因，就可以定量該啟動子在特定狀況下的表現量。 但是，對於想要看植物在黑暗中自己熠熠發光的人們來說，冷光素酶顯然不是選擇。 後來有從維多利亞多管發光水母（ Aequorea victoria ）中分離出來的綠色螢光蛋白（GFP，green fluorescent protein）。綠色螢光蛋白不需要受質，但是它需要光的刺激：395 nm和475 nm分別是最大和次大的激發波長。所以，要它發光，要額外提供給它395 nm的光波。這也是為什麼，之前曾經引起一波熱潮的螢光魚，需要購買特殊的燈管。 自然界會發出冷光或螢光的，也並不只限於螢火蟲與水母。還有一大群蕈類，也會發出螢光。即將上市的螢火蟲矮牽牛，其實是植入了小皮傘科（Marasmiaceae）的 Neonothopanus nambi 的整條螢光途徑。這個基因需要咖啡酸（caffeic acid）作為受質，不過植物本來就會合成咖啡酸，所以不是什麼大問題。 2023年9月，美國農業部核准了螢火蟲矮牽牛上市。為了要通過審查，Li...

 目前市面上的基改作物（GMO，genetically-modified organism）大概可以簡單分成三大類：抗除草劑、抗蟲、改變營養成分，而其中以抗除草劑與抗蟲為大宗。 抗蟲的基改作物通常都是帶有蘇力菌（Bt， Bacillus thuringiensis ）的結晶蛋白（Cry protein，Delta endotoxin）。這個蛋白在被蟲食入後，會在鹼性的腸道環境中溶解，接著再被蛋白酶切開活化，然後就會破壞腸道細胞使蟲無法進食而死。 至於抗除草劑的基改作物的主要賣點是：在作物中植入可耐受或分解除草劑的基因，於是作物就不怕除草劑了；因為作物不怕除草劑，接著在噴灑除草劑時，就不必擔心噴到作物的問題了。 其中最有名的是「嘉磷塞」（glyphosate），在台灣的商品名是「年年春」： glyphosate。圖片來源： 維基百科 嘉磷塞最早是在1950年由瑞士化學家亨利‧馬丁（Henry Martin）在Cilag公司工作時發現的，但當時並沒有很重視，也沒有發表。後來在1964年美國化學公司Stauffer Chemical以「螯合劑」（chelator）的用途為它申請專利。 到了1970年，孟山都（Monsanto）再次發現了它。孟山都原來是打算要找新的軟水劑，其中有兩個化合物有一點除草劑的活性。孟山都決定要找找看有沒有除草劑活性更強的版本，於是就要求他們的化學家法蘭茲（John E. Franz）將這兩個化合物拿出來進行修飾，後來就從衍生物中發現了嘉磷塞。孟山都為嘉磷塞申請了專利，以「Roundup」這個商品名上市。 嘉磷塞的作用機制是抑制EPSPS（5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸鹽合成酶，5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase）。EPSPS在細胞內催化的反應如下： phosphoenolpyruvate (PEP) + 3-phosphoshikimate (S3P) ⇌ phosphate + 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) 這個反應的產物，EPSP是合成芳香族胺基酸色胺酸（tryptophan）、苯丙胺酸（phenylalanine）與酪胺酸（tyrosine）的上游前驅物。也就是說，當EPSPS被嘉磷塞抑制後，植物就會因為無法合成這三個胺基酸而死。...

 最近從朋友那裡收到了這張圖... 這張圖說，玉米果實超過12排的都是基改（大陸稱為轉基因）玉米。從圖片上的文字是簡體來看，顯然是從大陸傳過來的資訊，但不管資訊從哪裡來，這資訊是真的嗎？ 首先我們先從邏輯上來判斷。什麼決定玉米果實有幾排？顯然不是製造基改玉米的基因。目前的基改玉米，大多都是帶有蘇力菌的抗蟲基因的Bt玉米。Bt玉米是植入蘇力菌的cry基因，而這個基因的作用是讓食用它的昆蟲腸穿孔死亡，並不會影響玉米的排數。 當然，可能會有讀者說，或許當初製作基改玉米的生技公司就選用了多於12排的玉米來植入這個基因，所以我們還是可以用這個標準來判別啊？ 別忘了一件事：生技公司選用的品系，當然是目前受歡迎的品系；他們不會特別去選一個不怎麼受歡迎的品系來製作基改玉米。也就是說，就算當初選來製作基改玉米的品系它的果實真的是多於12排好了，肯定也有非基改的版本在市面上流通，怎麼能以此來判別誰是基改、誰是非基改呢？ 當然光靠邏輯，可能還不能說服大家；我在網路上查了一下發現，有一篇一樣是來自大陸的闢謠文章（有興趣的朋友可以去看一下， 連結 在此），裡面提到： 『 甜玉4號，它的穎果排數為14，1992年通過北京市農作物品種委員會審定通過的雜交甜玉米品種；其二是登海9號，它的穎果排數為16，1994年由山東省農科院雜交育成並在多地開始規模化試種；其三是興農998，它的穎果排數為20排，2003年開始規模化試種的雜交種。...轉基因玉米最早被商品化種植的時間是1995年（在美國種植），甜玉4號、登海9號都早於這個時間。所以這些玉米雜交種實例可以證明「只有穎果少於12排的玉米才是非轉基因，多於12排的玉米都是轉基因！」是謠言！ 』 事實上，因為大家喜歡果實大的玉米，所以多於12排的玉米很常見。 網友補充： 1. 玉米排數正常是偶數，這根雌花形成有關。如果不是偶數，就是授粉不完全。 2. 農友種苗公司育成的「 華珍二號 」，其果實是12排或14排，但它是貨真價實的非基改玉米。 3. 根據台南農改場的 資料 ，肯定多於12排的玉米有：      硬質玉米： 台南16號 （14-16）、 台南20號 （16）、 台南29號 （14-16）、 台南30號 （14-16）      甜玉米： 台南27號 （14-...

圖片來源： Wiki 原產於中、南美洲的番茄，到底是水果還是菜呢？對於愛吃番茄炒蛋的人，番茄是菜；對於愛吃聖女小番茄的人來說，番茄就是水果了！最早把番茄煮來吃的人，應該是中美洲的阿茲特克人。當時的番茄跟聖女小番茄差不多大，成熟時果皮轉為黃色，很像現在市場上的黃金小番茄唷！ 到底是誰把番茄帶回歐洲的？目前認為應該是消滅阿茲特克帝國的科爾特斯。歐洲最早對番茄留下文字紀錄的人是草藥師馬第歐尼，他在1544年寫了「金蘋果」（對！當時把番茄叫做金蘋果！）這本書，描述番茄的型態以及如何烹調：加胡椒、鹽、油，跟茄子一樣。西班牙人不只把番茄帶回歐洲，也在加勒比海上的各群島、菲律賓群島種植番茄，於是番茄就這樣到了亞洲，在1622年由荷蘭人帶到台灣。雖然亞洲的番茄都是歐洲人帶過來的，但是目前全世界番茄種植面積最大、產量最多的國家都是中國喔。 有意思的是，雖然馬第歐尼的書上說番茄可以煮來吃，但當時在歐洲卻有不少人不敢吃番茄、種它只是為了觀賞漂亮的果實；後來有一段時間，甚至很多人認為番茄有毒呢！也因此，據說在1820年9月，當美國紐澤西州的名人羅伯‧強森宣稱他要吃下一顆自己種的番茄時，還吸引了好多人到他家來圍觀，甚至還有人從麻薩諸塞州趕過來！到底為什麼當時的人會覺得番茄不能吃呢？或許是因為番茄的莖葉有分泌特殊氣味的腺體、也或許是因為這氣味讓歐洲人想到他們很熟悉的有毒植物：顛茄吧！無獨有偶的是，雖然荷蘭人在1622年就把番茄帶到台灣，但當時的大家也是「看」了好久的番茄，真正開始吃番茄要到日治時代，日本人引進更多不同的品種時才有喔！其實茄科植物都含有天然的生物鹼，未成熟的番茄有番茄鹼與去水番茄鹼，但是對人無毒，成熟的過程中也會漸漸消失，真的不用擔心呢！ 從一開始知道番茄可以吃、到以為番茄有毒，到底什麼時候人們又開始吃番茄呢？事實上，即使在許多人認為番茄有毒的時候，世界上還是有些人在吃它。慢慢的，原先不敢吃番茄的人，可能也因為看到其他人吃番茄以後沒事，也開始吃了。至於現在處處可見的番茄醬，則要到十九世紀初才出現；不過英文的ketchup這個字，一開始並不是番茄醬專用的，而是廣泛地用於調和醬汁上。而且最早的ketchup裡面連一點點番茄都沒有呢！我們現在熟悉番茄醬的風味，直到1906年才出現。早期的番茄醬為了保存，裡面曾加入煤焦油或苯甲酸；在1906年海因茨把番茄醬的配方改良，...

農桿菌（左上）與植物細胞（右下）。 圖片來源： Wikipedia 從1994年，第一個上市的基改作物--蕃茄一號（Flavr Savor）開始，基改作物（GMO，genetically modified organism）在這個地球上已經超過了20年。在這中間，地球村的居民們接受者有之、喜愛者有之、懷疑者有之、憎惡者有之，但是究竟該不該種植基改作物？要討論該不該種，要先從究竟基改作物是為這個世界帶來好處多，還是壞處多這個最基本的出發點來看。 要做通盤檢討可不容易。在2016年初，美國國家科學院出版了一本厚厚的報告，檢視了許多關於基改作物的研究。雖然目前在市面上的基改作物從玉米、黃豆、棉花、白花芥到白楊、蘋果等共有十種；而牽涉到的基因包括抗蟲、抗除草劑、提升營養價值、抗褐變等，但除了抗蟲（帶有蘇力菌的結晶蛋白，俗稱Bt 蛋白）與抗除草劑（帶有抗嘉磷塞基因）這兩大品系之外，帶有其他基因的基改作物，不論是種植的面積或產量都很少（抗褐變的蘋果2015年才剛被核准），相關的測試也都不多。因此，這篇報告主要針對的是帶有Bt 蛋白與/或抗嘉磷塞基因的基改作物。 他們得到的結論是： 一、在食用的危險性上，雖然在動物實驗（主要使用齧齒類，也就是大鼠或小鼠）中，因為目前為國際所共同接受的實驗測試並不需要使用很多的樣本，讓委員們覺得不論結果如何顯示，都很難導向有或無影響；但由於有相當數量的研究團隊都進行過實驗，加上多年來家禽、家畜都是食用以基改玉米、黃豆為原料所製作的飼料，因此委員會的結論是：目前看不出人類食用有任何可能的風險。 二、在致癌的風險上，委員會比較了過去二十年美加地區與歐洲的癌症發生率與癌症類型變化。由於歐盟一直都禁止進口含有基改成分的食品、也不允許種植基改作物，將這兩大地區進行比較，應該可以看出可能的差異。結果是，不論在癌症發生率與癌症類型變化上，兩大地區差異並不顯著。 三、在導致過敏、以及與過敏原相關的病症（如乳糜瀉、自閉症等）上，目前在標準的抗原性測試上看不出差異。不過委員會認為，因為標準的抗原性測試是將基改作物在模擬人類體內的消化液中測試是否會被消化，如不能被消化就有可能導致過敏；但由於現代人很多都有胃酸分泌不足的問題，所以標準測試是否就能回答這部分的問題，仍有待商榷。至於乳糜瀉或自閉症，委員會在檢視二十年前與最近二十年、以及比較美加與...

基改作物是什麼？它的全名是Genetically Modified Organisms，簡稱為GMO。 從1994年正式上市供人食用的基改作物-- 蕃茄一號 （Flavr Savr）開始、到1996年第一個上市的抗蟲作物，基改作物已經逐漸進入我們的生活中，由少到多，甚至可說是無所不在！根據Clive James 2015年的年度報告摘要，基改作物的種植面積由1996年的170萬公頃增加到2015年的一億七千萬九百七十萬公頃，足足增加了一百倍之多！這意味著全球二十八個不同國家，超過一千八百萬名農夫，不約而同地決定種植基改作物。 不過，雖然農民擁抱基改、四大植物生技公司努力的推展基改，基改作物似乎沒有那麼受歡迎？在林富士老師的「食品科技與現代文明」裡面的「基因改造食品風險與管理」中提到，歐洲一直不願意全面開放含有基改作物成分的食品進入；而在台灣的許多團體，無不反對基改作物引進台灣。多年來，基改這個議題在台灣，已經成了無法平心靜氣討論的議題。不論是贊成基改或反對基改，只要相關的議題出現在媒體上，兩方陣營都是砲火猛烈，幾乎都認為與自己意見不同的一方是知識水平不足。 在這一片喧囂之中，是否曾有在一旁觀戰的民眾思考過：究竟什麼是基改作物呢？基改作物是如何產生的？ 這就要從農桿菌（ Agrobacterium tumefaciens ）開始說起了。植物跟我們一樣，身邊也圍繞著好菌壞菌；而農桿菌就是壞菌之一。打從聖經時代，由農桿菌導致的冠瘤（crown gall tumor）便已經開始受到注意； 最早對於冠瘤的文字記載，則要從1853年開始算起。科學家們看到 同樣長在森林裡的樹木，為什麼有些長瘤、而有些不呢？他們也注意到，雖然植物長瘤不致命，但是長了冠瘤的果樹產量會降低，於是便開始動手要找出造成冠瘤的禍首。 Fridiano Cavara 在1897年從葡萄的冠瘤中分離出了農桿菌。後來的許多研究也發現，農桿菌喜歡從植物的傷口進入，所以只要在寒流來襲前妥善地將果樹接近地面的樹幹包覆起來，減少樹木表皮因凍傷造成破裂，便可以有效防止農桿菌的感染。 雖說預防勝於治療，不過每次寒流來襲之前就要幫果樹穿棉襖，也實在太累了；於是有些科學家便開始尋找可以消滅農桿菌的方法。 孫子說：「知己知彼，百戰不殆。」想要消滅敵人，當然要瞭解敵人囉！於是歐洲、美國的科學家們，便開始了...

在我們的前一篇文「談基改作物（一）- 從前從前有一隻農桿菌」裡面，筆者已經為大家介紹基改作物是如何產生的，以及目前主流的基改作物屬於降低生產成本類型。也就是說，理論上這些基改作物並不會讓我們的營養狀況改善，只是能讓我們以低廉的價格購買食物而已（當然，買得起食物營養狀況也會變好啦）。 這些年來，關於含有基改作物的食品，是否會對人類健康造成威脅，最重要的論文大概就是Séralini等人發表的有關大鼠研究的論文了（原文連結請 點此 ，中文改寫請 點此 ）。在這篇論文中，研究團隊將大鼠分為10組，每組10隻，攝取不同的食物；簡而言之，大概就是以基改玉米噴灑年年春、基改玉米不噴灑年年春、非基改玉米噴灑年年春、非基改玉米不噴灑年年春等組別，對大鼠進行大約二年的測試。 實驗結果發現，食用基改玉米的大鼠，雌性都在食用一年以後出現乳腺癌（雄性則是以肝臟病變居多），而等到他們長到兩歲時，有八成都出現了腫瘤（控制組只有三成）。實驗結果發表後，真的是舉世震驚。許多反基改的團體們無不爭先引用這篇論文。 但是...慢著！如果基改作物的確有致癌性，那麼為什麼從那時（2012）到現在，基改作物還可以販賣呢？ 有幾個原因，讓這篇研究充滿爭議，使得有些學者無法採信他們的結果。第一，這種大鼠（簡稱為SD rat）原本就容易長瘤。在 1973年的論文 中，研究團隊用了360隻這種大鼠，發現牠們在飼養18個月（年齡大約是19到20.5個月）時，有45%都長了腫瘤；而且雌性是雄性的兩倍。也是因為這麼容易產生腫瘤，所以一般以這種大鼠進行測試，都是測試三個月，不會進行長達兩年的測試。 當然，讀者可能會說，但是實驗組的腫瘤發生率還是比對照組高得多啊？在這裡要注意，因為在這篇論文中每組只用了10隻大鼠，對於癌症發生率如此之高的動物來說，只用了10隻，其實個別組的結果很難完全認定的確與實驗相關；就如在中文改寫下面的意見，就有讀者認為，這些組別中只有一組可以被認為牠們的腫瘤發生率與實驗的處理有關。 第二，大鼠本來就不是很長壽的動物。絕大部分使用大鼠進行的「長時間」測試的研究，僅觀察三個月而不觀察一至兩年，是因為大鼠們的平均壽命就是兩年！也就是說，這些大鼠在長到兩歲時，很多都長出腫瘤，其實跟人老了就會開始有很多大大小小的毛病是一樣的。 第三，在實驗組中並不是只單純的添加了年年春，還有組別添加了其...

擷取自New York Times. 最近國際農業生物技術應用服務組織（ISAAA，International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications）發表了一份報告，報告中提到，全球的基改作物種植面積，從1996年開始上市、推廣後，在2015年首度出現了1%的衰退。 全球所有的基改作物，有四分之三種植於美國、巴西與阿根廷；而所謂的四大基改作物（玉米、棉花、大豆、白花芥）則有九成都種植在這三個國家裡。至於加拿大、印度與中國，雖然也種了不少基改作物，但由於已達飽和，所以能擴張的面積極為有限。 種植面積的減少主要來自於美國，在2015年減少了540萬英畝，約為2014年的3%；但由於巴西增加了將近五百萬英畝（比2014年增加4.7%）、阿根廷增加了百分之一的種植面積，所以一減二增，再減掉加拿大少掉的百分之五（減少種植白花芥），最後僅減少了百分之一。 減少的原因，根據ISAAA的說法，包括了消費者的疑慮、環保團體的反對、法規以及科學證據造成的阻礙等。不過，從過去幾年的增加趨勢看來，基改作物的種植可能也接近飽和了。 除此之外，去年植物生物科技公司的購併，也使得基改作物的推廣速度減緩。除了成功合併的Dow與DuPont（杜邦）以外，雖然孟山都（Monsanto）企圖買下先正達（Syngenta）最終功敗垂成，但中國化工集團緊接在後企圖購併先正達，這些對於植物生物科技公司的擴張腳步也不無影響。 雖然去年核准了「天生牌」馬鈴薯以及「北極牌」蘋果，但由於消費者的疑慮，目前包括麥當勞、溫蒂以及嘉寶（Gerber）都說他們不會採用這些基改作物。所以去年天生牌馬鈴薯的種植面積只有四百英畝，而北極牌蘋果只有十五英畝（請參考 格文 ）。 大部份的基改作物屬於抗年年春（嘉磷塞，glyphosate ）的作物。目前還有八十五種基改作物（包括抗旱玉米與抗蟲豇豆）進入田間試驗階段。 是否這就意味著基改作物的種植面積在來年會繼續下降？不知道。中國目前只有種植基改棉花，但他們正在加緊腳步開發他們自己的基改玉米與大豆；而越南在2015年首度核准種植基改玉米。這些因素都可能影響到2016以及未來的基改作物種植面積。 最後，雖然ISAAA是個非營利組織，但它的金主除了美國聯邦...

一年又快要過完了，筆者想起去年開始做「2014十大熱門文章」，好像也該來做2015年的囉？！ 統計了一下點閱率，在此與大家分享！ 第十名： 不會變黃的蘋果：北極牌蘋果（Arctic Apples）即將上市 說真的，為什麼要取名叫做「北極牌」呢？是因為都不會變紅嗎？ 第九名： 葉綠體網絡幫助植物抵抗外敵 葉綠體與粒線體都會形成網路喔！不要再被課本給「騙」了！ 第八名： 苦味造成野生南瓜屬（Cucurbita）植物滅絕 沒想到動物採食也會影響到植物的生存與否呢！ 第七名： 世界上最古老的花 第六名： 吃肉的植物Genlisea 如果以為吃肉的植物只有毛氈苔、捕蠅草、豬籠草，那您就錯了！ 第五名： 抗蟲作物的末日即將來臨？ 您知道抗蟲基改現在已經都有不只一個抗蟲基因在裡面了嗎？ 第四名： 關於蕃薯，你知道你吃的是什麼品種嗎？ 第三名： 原來我們一直在吃基改蕃薯？！ 哇！我們一直都在吃「基改」蕃薯嗎？ 第二名： 吃到含植物生長激素的水果會性早熟？ 生長激素與生長素是完全不一樣的東西，也不會有交叉作用，不要再被騙了！ 第一名： 爆米花為什麼會爆？ 普通的玉米放進微波爐，只會得到烤焦玉米喔！ 很感謝大家一年來的愛護，我們明年繼續努力囉！

圖片擷取自 華人健康網 網站 在2015/11/17的「華人健康網」的「 豆漿喝對了嗎？小心基改黃豆地雷 」裡面提到，『基改飼料黃豆從栽培過程就和食用黃豆不一樣，從栽培到採收全程大量使用農藥。』這是很明顯的誤導民眾，讓民眾以為只有基改作物會噴農藥。 事實上，只要以慣行農法種植的作物，都會噴農藥，包括除草劑、殺蟲劑等等；只有以有機栽種的方式種植的農作物，才會使用較少的農藥。 有機栽種除了以田間管理來減少蟲害與雜草以外，也還是會視情況使用一些如蘇力菌、礦物油、辣椒水等天然成分製成的殺蟲劑。 有機主要的概念是 對土地友善 ，而基改目前最大的問題是對生態造成影響；至於慣行農法，當然對土地不夠友善也對生態會造成影響。 因為大部分的基改作物若不是含有抗殺草劑（嘉磷塞、glyphosate，商品名為年年春）基因，就是含有蘇力菌的結晶蛋白（一般稱為Bt蛋白）；於是種植基改作物的農夫會噴洒年年春這類的「全效性」殺草劑，由於什麼植物遇到年年春都會死，久而久之當然對附近的生態造成影響。而Bt蛋白是否對生態有影響，目前尚未有定論。 如果要將慣行農法種植的黃豆與基改黃豆來比，兩者噴洒的農藥量應該不會有太多差別，只是種類不同而已。慣行農法種植非基改黃豆，殺蟲劑少不了，殺草劑不能噴年年春，但是還是要噴其他的殺草劑。否則草長得到處都是，怎麼會有收成呢？

蚜蟲與寄生蜂。圖片來源： Science 蚜蟲（aphids）是小麥的主要害蟲之一。牠不只是吸取小麥的汁液，影響了收穫量而已；為了要找個安全的地方下蛋，有些蚜蟲還會在葉片上注射毒素，使葉片枯黃縐折，好製造一個可以安全產卵的地方；另外，蚜蟲也是許多病毒的媒介。頭痛的是，很多蚜蟲都已經對農藥有抗藥性了。 不過，蚜蟲還是有牠的天敵，包括寄生蜂以及瓢蟲等。當蚜蟲被寄生蜂攻擊時，會釋放出一種倍半萜費洛蒙（ E ）-β-farnesene（Eβf）警告周圍的蚜蟲，於是還沒有被攻擊的蚜蟲們便開始四散奔逃。除此之外，Eβf還能把寄生蜂吸引來，捕捉更多的蚜蟲喔！ 來自英國洛桑研究所（Rothamsted Research）的科學家們認為，如果能夠讓小麥可以隨時隨地釋放Eβf，或許這樣可以使小麥免於被蚜蟲入侵？ 聽起來像個蠻好的想法。而且，在1983年於一種野生馬鈴薯發現，它也會製造Eβf來趕走蚜蟲、吸引寄生蜂。於是，研究團隊便開始試著讓小麥可以表現Eβf。 研究團隊將薄荷裡面的一個類似於Eβf合成酶的酵素略加改造後，將這個酵素以及另一個稱為FPPS的酵素（負責合成更多Eβf合成酶的受質）轉入植物後，它便可以合成Eβf了。一開始先轉入阿拉伯芥，也得到了滿意的成果後，於是便開始進行小麥的轉殖。但是在小麥裡酵素的表現卻不是那麼令人滿意，也造成Eβf的產量低到無法偵測。最後，研究團隊把兩個酵素都放進葉綠體中，才能夠偵測到令人滿意的Eβf表現量。 得到可以表現Eβf的基改小麥後，緊接著就要測試是否能驅蟲了。實驗室的測試結果OK，但是接著的田間測試，一開始就差點做不成！原來在測試前，被「Take the Flour Back」這個團體聽到消息，威脅要把測試的基改小麥連根拔起；後來經過科學家們的公開呼籲以及媒體辯論後，終於可以進行田間測試了。只是，為了防止轉殖基因外流以及可能的人為破壞，籬笆與安全措施總共花了兩百二十萬英鎊，足足可以養整個研究團隊十五年。研究團隊測試了三批小麥：2012與2013春播，以及2013秋播。令人失望的是，田間測試的結果發現：2012與2013年春播的小麥，轉殖基因好像一點用也沒有；表現Eβf的基改小麥上面的蚜蟲數目並沒影顯著減少。2013年秋播的好像有一點點差別，不過也在誤差範圍內。 到底是怎麼回事？會是因為那兩年的夏天又濕又冷，造成蚜...

科羅拉多金花蟲（Colorado potato beetle， Leptinotarsa decemlineata ）。 圖片來源： wiki 科羅拉多金花蟲（如上圖），看起來還頗為美麗，卻有著「國際超級害蟲」的稱號；原來這種甲蟲雖然源自科羅拉多，由於在許多地區都沒有牠的天敵，使得牠在第一次與第二次世界大戰後，幾乎已經蔓延到全歐（英國除外）。 科羅拉多金花蟲的雌蟲一次大約可產800個卵，不論是幼蟲或是成蟲，都以茄科（solanaceous）植物為食。不只是馬鈴薯的葉片、蕃茄、茄子牠們都很愛，可以把葉子啃到只剩葉柄！糟糕的事是，從二十世紀中葉以後，科羅拉多金花蟲已經對大部分的殺蟲劑發展出抗藥性，也就是說，一旦牠拜訪您家的田園，就要有大損失的心理建設了。臺灣目前似乎尚無牠的「蟲」蹤現跡，希望可以繼續維持下去。 由於天敵甚少加上發展出抗藥性，各地的研究團隊無不想方設法，希望能發展出更好的滅蟲良方；最近，德國普朗克研究所（Max Planck Institute）的研究團隊，發展出了以干擾RNA（siRNA）做為殺蟲劑的方法，希望可以發展出專門對付一種害蟲的殺蟲劑。 siRNA的技術並不是什麼新花樣；簡單來說，就是要讓一段雙股的RNA在目標物種體內出現。由於高等生物細胞內通常不會出現雙股RNA，除非受到RNA病毒感染！因此，一旦雙股RNA出現以後，很快便會被辨認出來，並以Dicer蛋白質複合體修整後，選取大約21個核苷酸長短的片段，做為細胞的「病毒手冊」。下次有任何RNA出現在細胞裡，Dicer便會拿出這本「病毒手冊」加以辨認，只要序列相同，便會立刻被分解掉，那段RNA所代表的基因，也就無從表現起了。 而人類利用這個機制，將我們想要研究的基因，以siRNA的技術使它不表現，觀察該生物有什麼性狀，也早已不是新鮮事了。但是，要把這個技術用在殺蟲上，普朗克研究所的團隊，還真是傷了一番腦筋。 原來，要讓雙股RNA進入蟲的體內，最簡便的方法當然是讓蟲把雙股RNA自己吃下去；所以，如果能夠讓馬鈴薯表現這段雙股RNA，那麼蟲兒們用餐時便一併把毒藥給吃下肚去，豈不美哉？ 但是這件事說來容易作來難。首先，雙股RNA通過蟲兒的中腸（midgut）時，如果全體馬上就嗚呼哀哉了，那就什麼都不用想了；還好雙股RNA的確可以經由中腸吸收，並不會全部陣亡。接著，要讓植物...

基改作物（Genetically modified organism，GMO）在過去這些年一直被追打，當然有一部份原因是因為生技公司硬推，堅持GMO是安全的，不需要額外的檢驗來確認其安全性等等；另一部份則是有些民眾與專家堅持GMO是「把細菌的基因放在植物裡」，是不自然的。 筆者認為基改作物還是需要審慎的檢驗，畢竟雖然天然的食物也有人對它過敏，但過敏的人有權利不去食用會產生過敏的食物，而食品中也都會列出這些可能的過敏原（如花生、核桃等）。以目前有些國家容許食品可不列出含有基改成分，其實是不安全也罔顧消費者的權利的。 農桿菌（ Agrobacterium tumefaciens ）。 圖片來源： wiki 但是細菌的基因出現在植物中，真的就不自然嗎？別忘了農桿菌（ Agrobacterium tumefaciens 與 Agrobacterium rhizogenes ）本來就是植物的病原菌喔！ 農桿菌平常生活在土壤中，當植物的表皮出現傷口時，農桿菌很容易便隨著風被帶到傷口，而後便開始感染、繁殖（過程可參考「 農桿菌的不確定性 」一文）。由於農桿菌的感染需要將自己質體上的一段基因（即T-DNA）插入到宿主的基因體中，而一旦插入便不會移出，這段DNA便永久地留在植物的基因體中了。 可能有讀者問，如果是這樣，為何過去沒有在植物中發現農桿菌的序列呢？ 這是因為，農桿菌感染的只是一小部分植物的細胞，而這些細胞是「體細胞」，所以不會遺傳下來。現代生物科技製作基改作物，雖然也是感染體細胞，但接下來的篩選卻會將不帶有農桿菌基因的體細胞給去掉。 怎麼去掉的呢？原來科學家們為了方便篩選，在轉殖基因中加入了抗生素耐受性標籤（ARM，antibiotics resistant marker）。因此，在轉殖完成後，接下來只要把植物組織放在有抗生素的培養基上培養，便可以殺死沒有接受到轉殖基因的植物細胞了！ 當然，在自然界，當農桿菌感染植物時，並不會帶有ARM基因。所以，我們只能以植物是否長瘤來做為辨別這株植物是否受到農桿菌感染；因為農桿菌插入植物的T-DNA中含有可以製造更多的生長素（auxin，包括吲哚乙酸等）以及細胞分裂素（cytokinin），使得帶有T-DNA的植物細胞可以加速分裂增生。當局部的植物細胞分裂速度比其他細胞要快得多結果當然就是長瘤囉！而...

薯條（非當事薯條）。圖片來源： wiki 最近有一則 新聞 提到，由J. R.辛普勞公司（J. R. Simplot Company）生產的基改馬鈴薯--「天生牌」即將問世。這種馬鈴薯到底跟一般馬鈴薯有何不同呢？ 新聞上只有提到這種馬鈴薯的『丙烯醯胺（acrylamide）比原本品種少70%。丙烯醯胺是一種化學物質，可在高溫烹煮馬鈴薯下產出。』 事實上，丙烯醯胺是一種可能的致癌物，美國國家標準的允許暴露量（以每日工作八小時計算）為每立方公尺0.03毫克（0.03mg/m3）。不過，究竟食入丙烯醯胺是否真的會致癌，到2014年還沒有定論。筆者在讀書的時候，那時分析蛋白質樣品都還要自己製作蛋白質膠，就常常使用丙烯醯胺來製作聚丙烯醯胺凝膠，當時指導教授都諄諄告誡丙烯醯胺要小心操作，任何廢液都要小心處理。 丙烯醯胺。圖片來源： wiki 馬鈴薯裡面怎麼會有丙烯醯胺呢？原來是因為馬鈴薯裡面的天冬酰胺（asparagine）在高溫烹煮（烤、炸）時會與還原糖發生反應，產生丙烯醯胺。 天冬酰胺。圖片來源： wiki 而「天生牌」馬鈴薯以基因沈默（gene silencing）技術，使馬鈴薯裡面的天冬酰胺與還原糖的量都降低，這麼一來在高溫烹煮時所產生的丙烯醯胺就少得多了。天冬酰胺是構成我們的蛋白質的20種氨基酸之一，讓它變少雖然可以降低丙烯醯胺的生成，但是否會影響到馬鈴薯的營養價值呢？或許不要高溫烹煮是更好的解決方式？ 除此之外，「天生牌」馬鈴薯也以干擾RNA技術（RNAi）去掉了馬鈴薯的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO），使得這些馬鈴薯不易因擦傷而出現「黑青」。多酚氧化酶也跟 蘋果變黃 有關。 目前，「天生牌」馬鈴薯包含了以下三種品系：Ranger Russet、Russet Burbank與Atlantic。其中Russet Burbank相當常使用於烤與炸，麥當勞的薯條就是以它製成。 參考文獻： Britt E. Erickson. 2015/3/24. FDA Approves Genetically Modified Apple And Potato . C&EN.

在大家都有看過蘋果變黃吧！咬過的、切開的蘋果，過一陣子切口就變黃了，是怎麼回事呢？ 蘋果變黃的現象稱為「褐變」（browning），是因為蘋果中的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）與蘋果的酚醛類化合物（phenolics）進行反應造成， 並不是因為鐵質氧化的緣故。 由於平常多酚氧化酶與酚醛類化合物不存在於同一個位置，因此沒有受傷的蘋果不會變黃。 當蘋果受傷後，多酚氧化酶便可以接觸到這些酚醛類化合物，於是氧化反應發生，蘋果就變黃了。 而泡鹽水為什麼可以抑制褐變呢？因為鹽水中的氧氣少於純水，因此可以延緩 多酚氧化酶的作用，達成延緩蘋果變黃的時間；除此之外，泡糖水、醋、亞硫酸鹽、檸檬酸、蘋果酸、維他命C都可以抑制多酚氧化酶，或只是單純將蘋果用保鮮膜包起來（氧化反應需要氧氣），都可以抑制多酚氧化酶。  在蘋果內，總共有四個基因控制多酚氧化酶的產生。由於酚醛類化合物被認為有益健康，也就是說當蘋果變黃後，營養含量也就降低囉！ 位於加拿大的歐卡納根專業水果公司（Okanagan Specialty Fruits）公司，使用「基因沈默」技術（gene silencing ）將多酚氧化酶的表現量降低。降低的結果就是所產生的蘋果放很久都不會變黃喔！ 一般蘋果（左）與北極牌蘋果（右）。圖片翻攝自 網路 。 目前所改造的頭兩個品種為澳洲青蘋（Granny Smith）與金冠蘋果（Golden Delicious），而北極牌蘋果已經 得到加拿大政府核准 ，即將於2016年上市；美國政府也 已經核准 了。 參考文獻： Arctic Apples. How’d we do that? 科技大觀園. 蘋果為什麼切開後再空氣中會慢慢變色？ 劉展冏等。2013。食品化學（二版）。華格那企業。

在美國，由於使用抗殺草劑（年年春）的作物，加上免耕耕作法（no-till farming），農民年復一年地使用年年春，造成對殺草劑產生抗性的雜草越來越多。在2013年，有七千萬英畝的農田被抗殺草劑的雜草入侵（詳見「 美國中西部抗藥性雜草大爆發 」），使得專家們建議農民們可能要開始考慮回到深耕了。 最近，堪薩斯州立大學（Kansas State University）的研究團隊，使用了螢光原位標示技術（fluorescent in situ hybridization，FISH），發現了包括地膚（kochia， Kochia scoparia ）、帕爾默莧菜（Palmer amaranth， Amaranthus palmeri ）以及莧屬植物（common waterhemp， Amaranth rudis ）對於年年春的抗性機制。 地膚。圖片來源：" Kochia aka Fire bush 7128 " by Rameshng - Own work . Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons . 原來，年年春之所以能成為全效性的殺草劑，是因為它抑制了EPSPS（5-Enolpyruvylshikimate-3-Phosphate Synthase）這個酵素。EPSPS將莽草酸-3-磷酸（shikimate-3-phosphate）與磷酸烯醇丙酮酸（phosphoenolpyruvate，PEP）加在一起，產生5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸（5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate，EPSP）。 EPSPS酵素參與的反應。圖片來源：" EPSPreactionII " by Boghog - Own work . Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons . EPSP往下繼續合成酪氨酸（tyrosine）、苯丙氨酸（phenylalanine）與色氨酸（tryptophan），由於植物是自營生物，不能如動物由食物中取得氨基酸，因此，當EPSPS被年年春抑制時，植物便因為無法合成這三個氨基酸而死亡。 對於年年春有抗性的基改作物，是因為轉入了農...

若您聽過「基改作物」這個名詞，事實上不管它們被稱為轉基因作物（transgenic organisms），或是基改作物（genetically modified organisms，GMO），目前的基改作物，最大宗的大致上可以分為兩種： 1. 抗殺草劑：這部分目前在市面上主要是抗年年春（嘉磷塞，glyphosate）。 2. 抗蟲：這部分目前在市面上主要為帶有蘇力菌（ Bacillus thuringiensis ）的結晶蛋白（δ-endotoxin，俗稱Bt toxin）。 目前抗殺草劑的作物，由於 雜草已經逐漸演化出對年年春的抗性 ，已漸漸失去神效；至於抗蟲作物呢？ 首先我們來回顧一下抗蟲作物的歷史。蘇力菌最早用於有機農業，以噴灑孢子的方式來殺滅鱗翅目（ Lepidoptera ，如蝴蝶、蛾等）害蟲。抗蟲作物在1996年第一次上市，當時的作物僅含有單一結晶蛋白；但為了預防極可能發生（也真的發生了）的抗性，研究團隊開始發展含有多個結晶蛋白的抗蟲作物（pyramided Bt crops，以下略稱為多重抗蟲作物），並於2002年上市。 在這六年間，難道沒有抗Bt害蟲出現嗎？答案是：有的。事實上，在1985年便已經發現對Bt產生抗性的印度谷螟（ Plodia interpunctella ）。因此，在抗蟲作物上市後，各國都要求種植抗蟲作物的農民必需設置隔離區（refuge）。隔離區是什麼呢？就是在種植抗蟲作物的田地旁邊，種植不帶有抗蟲基因的農作物。這些農作物提供害蟲生長繁殖的地區，當抗性害蟲出現時，由於基因突變 通常頻率不高 ，因此在有隔離區的狀況下，抗性害蟲為少數，於是抗性害蟲有較高的機率與不具抗性的害蟲交配。在 抗性基因為隱性突變 的前提下，當抗性害蟲與不具抗性的害蟲交配後，所生出的子代便不具有抗性，當他們食用了抗蟲作物後，便會死亡。 印度谷螟。圖片來源： wiki 但是，隔離區要奏效，必需要有許多因素配合。首先， 隔離區要夠大 （至少要佔農地的20%） ，如果不夠大、或是 農民在隔離區噴灑農藥殺死害蟲 ，那麼隔離區就沒有用了。接著， 基因突變的頻率要夠低 ，而且 突變基因要是隱性 。如果是顯性、或是突變的頻率偏高，那麼隔離區必需要擴大到至少為種植抗蟲作物的一半面積，才有可能延遲抗性害蟲的出現20年（這裡說的不是不會出現喔！）。再...