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一、 低需冷量、耐儲、早熟、短果枝型、矮

性之優質品種與穗砧優秀組合力育種。

例 如 以 濕 冷 層 積 溫 做 為 種 籽 選 拔 依 據,選育低需冷量、喜高溫、耐儲早熟、優 質品種(施 2011;施 2013a, 2013b;van Nocker and Gardiner 2014);選育短果枝型矮 性品種,確立良好穗砧組合(Mudge et al.

2009),以果園規劃-寬行密植,草生栽植,

喬化或矮化與整枝,修剪形式配合短果枝型 品種,來截取利用太陽能,增加受光空間,

就能大大提升生產力(Goldschmidt 2013;

Janick 2005)

二、 標幟關鍵功能性基因確定作為選拔優 秀子代與協助多倍體育種之生物技術 1. 以生物技術標幟關鍵功能性基因作為確

定優秀子代選拔的依據。

2. 利 用 生 物 技 術 培 育 果 樹 多 倍 體 ( 陳 等 2009;聶等 2007):(多倍體育種的目的 性比較明確,如4 倍體果樹培育的目的是 利用其巨大性,3 倍體果樹培育目的是其 無子性)

(1)自然突變形成果樹多倍體:芽變(基因 突變和染色體變化)-枝條選育果樹多倍 體(多為 4 倍體突變;少數 3 倍體);溫度 驟變-實生苗選育果樹多倍體。

(2)人工誘導獲得果樹多倍體:

A. 利用物理(溫度驟變、機械損傷-反復 摘心、電離、非電離輻射、 X 射線及 中子等輻照等)、化學(秋水仙素、吲哚 乙酸、氧化亞氮等)或生物技術等手段 干預果樹正常生長,改變其體細胞或 生殖細胞的倍性,進而通過有性雜交

和細胞融合等方法產生果樹多倍體。

B.可提供誘導獲得果樹多倍體的方法主 要有:

a. 化學誘變(秋水仙素、吲哚乙酸、氧 化亞氮等);

b. 細胞融合(化學融合法和電融合法)

-原生質體融合技術最為誘人之處 就是可以用來產生體細胞雜種和體 -配雜種。克服有性雜交不親和、性 器官敗育和珠心胚干擾等傳統育種 途徑不能解決的問題,擴大了遠緣 雜交的範圍。體-配融合是原生質 體融合的一種,利用原生質體融合 技術將體細胞的原生質體 2 X 和 配子的原生質體1 X 進行融合,產 生一個3 倍體細胞,進而形成 3 倍 體植株);

c. 胚乳培養-胚乳是天然的 3 倍體組 織,具有雙親的遺傳成分,對育種 後代性狀有一定的預見性。胚乳具 有一般細胞的全能性,胚乳細胞培 養可獲得3 倍體植株。胚乳離體培 養比2 X 與 4 X 雜交獲得 3 倍體快 得多。以胚乳培養果樹多倍體很少 成功應用於生產的原因:移植成活 困難,其與2 倍體砧木不親和;胚 乳培養植株的染色體數目不穩定,

常含有2 倍體及非整倍體,有的則 在自然移植生長過程中退化成2 倍 體;

d. 有性雜交-以人工誘發多倍體,特

別是利用秋水仙素等化學藥物誘 變,只能把原有類型的染色體數目 增加一倍,因而無論原來的類型是 2 倍體或是多倍體,誘變後都是偶 數的同源多倍體。為了獲得較多的 多倍體,最好還是用多倍體與2 倍 體、多倍體與多倍體之間進行雜 交。要培育奇數多倍體和異源多倍 體,要經過有性雜交。利用有性雜 交獲得多倍體的途徑很多,2 倍體 和 2 倍體、2 倍體和多倍體、多倍 體和多倍體之間雜交均可獲得多倍 體植株。經多倍體間、2 倍體與多 倍體間的有性雜交獲得果樹多倍 體,是目前獲得3 倍體的最有效途 徑,2 倍體金冠蘋果與 4 倍體雜交,

後代中有70%是 3 倍體。用 4 倍體 作母本,2 倍體作父本時,容易得 到發育完全的種子,其中約有30%

是3 倍體;用 2 倍體作母本,則正 常的單倍性雌配子受精產生的3 倍 體胚幾乎全部退化,有時不能產生 種子或極少產生種子。因此以有性 雜交培育3 倍體時,要注意父、母 本的選擇。對於發育不完全的3 倍 體合子胚,可以結合胚培養技術進 行搶救。另外在柑橘2 倍體與 2 倍 體雜交中也發現有3 倍體產生。植 物 2n 配子在育種方面具有許多優 越性:經 2n 配子提高後代倍性,

可避免體細胞加倍等無性多倍化使

雜種育性和生活力降低的缺陷;克 服遠緣雜交不親和性和胚乳平衡數 障礙;2n 配子在傳遞雜合性和上位 性方面有特殊價值;以2n 配子在 2 倍體水準上雜交可獲得 3 倍體或 4 倍體。許多果樹上均有 2n 配子,

但利用 2n 配子進行多倍體育種的 研究較少,主因是 2n 配子的自然 發生率比較低:蘋果的 2n 花粉發 生頻率為 0.014~1.71%,葡萄的 2n 花粉發生頻率為 0.015~5.85%。提 高 2n 配子的發生頻率是利用 2n 配子進行多倍體育種的關鍵,2n 雄 配子在育種中的利用較雌配子更為 簡便。

C. 體細胞變異的誘導。

D. 花粉和花藥培養、胚乳培養、植物的 遺傳轉化、細胞融合及與植物遺傳育 種相關的其他分子生物學技術。

(3) 多倍體果樹的優點:

A. 生長健壯、粗枝、厚葉、大果、少子 或無子、產量高。

B. 使植株基因活性及酶的差異性增強。

C. 增強植株的生態適應性、對逆境的抗 耐性以及降低蒸騰作用,提高了光合 效率。

D. 利用無性繁殖固定其優良性狀,保持 穩定而不分離,從而能在生產上長期 利用。

(4) 果樹的 3 倍體與其他多倍體比較:

A. 其營養生長通常是最好的。

B. 3 倍體具有兩大基本特徵:

a. 由體細胞增大所引起的巨大性-細 胞體積增大,枝條變粗,葉片變寬 變厚、葉色濃綠,葉綠體數目增加,

氣孔變大但密度下降,花粉粒增 大,果大,可食率高;但部分器官 的巨型並不導致整個植株的巨型 化,有的3 倍體果樹表現為生長緩 慢,樹體較小,節間變短。

b. 減數分裂配對過程紊亂與花粉粒巨 型化造成的不育性:少子或無子,

大多需要配植一定比例的2 倍體授 粉樹。

C. 再加上多種不同物種類型和品種的 3 倍體所具有的特殊可貴性狀。如:大 多數的 3 倍體對外界環境條件具有較 強的適應性,如抗旱、抗病、抗寒等。

三、 以設施生產並調控光熱條件,滿足溫帶 果樹作物生育需求,縮短生育期增進品 質(施等 1996;施 2011)

例如以網室栽培保護植株免受病、蟲及 鳥害,果實不必套袋省工栽培。以噴霧降低 溫度滿足休眠需求,而以日光增溫促進積 熱、增進植株生理活性、縮短或改變生育 期 、 促 進 花 芽 分 化 與 發 育(Wilkie et al.

2008),增進果實品質。短日下以紅光誘發 長日效果,並增進光合作用;逆境下夜間以 藍光誘使氣孔開放,並以紅光照射,增進光 合作用。

四、 根域環境條件(溫度、濕度、含氧量、

營養)調控

例如以奈米材料陶瓷隔熱反光漆保持 根域溫度,並以營養液及介質栽培,進行根 域的控溫、控濕(施 1991;柯等 1996)及循 環回收營養液的過濾、殺菌與加氧作業。

五、 以 光 電 工 業 小 太 陽 LEP (Light Emitting Plasma) 調控溫帶作物的光 敏素生理反應以逃避休眠、以短波長光 源調控感光色素系統以調控果品品質 及植株形態發生

例如以 LEP 中先進的 ALP (Advanced Lighting Plasma)特製光源中的紅外線波長 激發光敏素活性,讓落葉果樹不休眠,誘引 葉片內促進生長的激素增加、促進葉綠素的 合成,而乙烯及離層酸則減少。低緯度地區 溫帶果樹休眠生理過程因前被動休眠期缺 少低溫的強化休眠作用將被逆轉,生長抑制 作用解除。溫帶果樹休眠因此被迴避或終 止 ,新 的生長 週期 開始, 產期 可調控 。 (Campoy et al. 2010; Pérez et al. 2011;

Ramírez and Kallarackal 2014; Saure 1985) 六、 避災(地震、豪雨、洪澇、乾旱&強風)

技術與防災(防震、防雨、防澇、抗旱 及抗風)結構建立

例如:選擇作物不在災害期間生產以逃 避災損;以堅強外結構破風裝置在強風肆虐 下形成亂流,以暴制暴、減弱風勢,保護設 施結構本體及植株免受風害。並創造通風、

散熱環境,減少病、蟲、鳥害,有利有機化 生產;在易淹水地區避開生產供作滯洪池,

或以高腳設施結構生產迴避淹水;以塑膠布 溫室取代玻璃溫室防震;設施蓄積的雨水儲

備 供 乾 旱 時 使 用 , 實 施 節 水 灌 溉 等( 施 1995;施 2011)。

七、 發展低莖作物如草莓,符合垂直式植物 工廠生產需求的栽培容器材料工業,及 與其配套的介質紡織工業

突破平面栽培的限制,發展三度生產空 間,周年生產!單位面積的產量呈倍數的增 進,品質極優化,單位時空之產值可增進上 百倍。以乾淨、安全有機介質栽培,極經濟 利用土地,介質團粒結構佳、營養豐富平 衡。介質置換簡易便捷又環保,自然進行輪 作、連作。促成栽培介質材料工業全球化應 用!設施內實施智能環控,突破季節限制,

經濟效益超高,突顯台灣相對優勢。

以上三~七亦都是因應氣候變遷的利 器。

八、 強調以生態防治領頭,生物、物理、生 化防治法輔助的綜合防治網生產安全 水果

綜合防治法有6 字訣:

1. 避-好的栽培區、栽培期間避開病蟲為害 高峰。

2. 封-防蟲網、隔離暗房等。

3. 工-人工摘除群集的幼蟲卵葉或病枝、病 葉等。

4. 誘-殺蟲燈(陷阱)、黏板、性誘殺劑等。

5. 藥-使用允許的非化學性生物農藥,如蘇 力菌、苦參鹼、波爾多液等。

6. 準-準確地把握病、蟲防治適期。

果樹設施栽培的有機化管理要重視:

1.生態防治法(栽培環境溫度、濕度+通風

換氣+日長調控)

A. 溫、濕度(噴霧、水牆、通風換氣)調控。

B. 日長(長日下暗處理、短日下延長光照)

調控。

C. 土壤溫度(自動溫控)、濕度(自動灌溉)

調控。

D. 自動防寒系統(自動溫風加溫)。

2. 生物防治法(天敵、水霧+通風、微生物、

人為陷阱誘殺)

3. 物理防治法(色光、負壓、電誘殺、網溫 室+隔離室、粘紙、植物油等)

4. 植體健化防治法(有益微生物及有機質肥 料增強植體自身免疫力)

5. 以上技術組成之設施下周年生產生育與 病蟲害防治調控模式。

九、 開發新高冷鏈通路設備及技術,以增強 臺灣水果長程、長期輸銷能力

例如以低溫、高濕之恆溫恆濕、氣變 (MA; Modified Atmosphere)冷藏系統及冷 鏈設備、技術,保持鮮果長期、長程儲藏力。

一○、優質生鮮果品的加值化加工技術 各類水果(梨、枇杷、草莓、葡萄、水 蜜桃、柿子等)加工加值副產品,如梨膏、

一○、優質生鮮果品的加值化加工技術 各類水果(梨、枇杷、草莓、葡萄、水 蜜桃、柿子等)加工加值副產品,如梨膏、