利用遺傳及遺傳工程方法改善水稻氮利用效率 試驗材料由中研院蔡宜芳研究員提供5 個水稻轉殖 系，轉殖基因為阿拉伯芥中和硝酸鹽轉運相關的蛋 白NRT1.7，其參與在將貯存於老葉的硝酸鹽再運移 至新葉，提供給生長中葉片氮。利用不同氮肥施用 量調查水稻農藝性狀和產量性狀表現，評估此基因 是否能促進水稻植株生長或增進產量。5 個水稻「台 農67 號」NC4N 同質轉殖系（homozygote）和 1 個
「台農67 號」對照組在田間進行肥料試驗，氮肥濃 度分別為60 kg、120 kg 和 240 kg N/ha，各採 3 重複，
以8 行區，每行 8 株的方式種植。試驗結果顯示，Q-5 轉殖系在120 kg/ha 氮肥的條件下的產量有顯著高於 對照組，然而，在其他的氮肥條件下產量也有增加的 趨勢，可見Q-5 的確具有高產潛力。進一步分析 Q-5 和V-2 中 NC4N 基 因 表 現 結 果 顯 示，Q-5 中 NC4N 的表現量較V-2 中的 NC4N 高，並且在老葉和年輕 葉中的表現量差不多，而NC4N 在 V-2 植株中則在 新葉表現比老葉高。5 個 NC4N 轉殖水稻 -Q-5 和 V-2 轉殖系具有高產潛力。
轉殖水稻殘體對土壤微生物之研究 目前基改作 物對生態環境安全的影響已有許多研究，基因轉殖 技術培育而成的基因轉殖水稻也越來越多，但對土 壤微生物群落的研究相對較少，水稻為1 年生，禾 本科植物，是人類的主要糧食作物之一，全球近一 半人口以稻米為主要糧食。而基因轉殖水稻是可能 影響土壤生態群體結構變化的最大問題之一。植酸 主要以植酸鹽的形式存在於穀類、油籽或豆類等植
生 物 技 術
圖3-18 番椒72 個種原合併 20 個 SSR 引子以 Nei 和 Li 計算構築之群集樹狀圖。( 藍、紅點為分別為抗病、高遺傳歧異度之種原 )
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物中。哺乳動物、家畜、家禽等單胃動物因腸道中 缺乏分解植酸的植酸酶，導致無法將植酸分解。近 年來人們將植酸酵素基因轉殖至作物上可改善飼料 中動物對磷的消化率，但基改作物對於土壤微生物 是否帶來負面影響，仍然是環境風險評估的重點。
本研究主要目的為比較轉殖植酸酵素基因水稻與水 稻「台農67 號」品種對其根圈土壤微生物的影響，
利用聚合酶連鎖反應暨變性梯度電泳分析對細菌進
行調查，根據土壤微生物群落數量分析為指標，被 用於轉基因水稻和非轉基因水稻的植物殘留物的堆 肥試驗。評估可培養細菌群落的多樣性，並且揭示 了土壤中的轉基因引起的顯著改變（表3-12）。主成 分分析中的模式顯示轉基因和非轉基因水稻植物，
根據其相關細菌群落的指紋電泳圖譜聚類顯示無顯 著性差異（圖3-19），期望未來可提供生物安全評估 之科學依據。
表3-12 基因轉殖系與非轉殖對照組殘體周邊附著土壤微生物族群數目之比較
Sampling time
細菌數量Bacteria (x106/g 土 ) 真菌數量Fungi (x102/g 土 ) 放線菌Actinomyces (x104/g 土 )
AAN TNG67 BK AAN TNG67 BK AAN TNG67 BK
0-Month 4.36±0.06 b 4.55±0.07 ab 4.66±0.06 a 4.94±0.03 ab 4.99±0.05 a 4.82±0.04 b 4.73±0.03 b 4.93±0.05 a 4.67±0.03 b 2-Month 4.10±0.10 b 4.43±0.13 ab 4.76±0.09 a 5.48±0.04 a 5.31±0.06 b 4.73±0.09 c 4.95±0.03 b 5.41±0.03 a 4.79±0.22 b 4-Month 4.56±0.14 ab 2.77±1.39 b 4.65±0.09 a 5.19±0.06 a 5.18±0.02 a 4.62±0.09 b 4.94±0.03 b 5.43±0.05 a 4.89±0.06 b 6-Month 5.34±0.06 b 5.66±0.03 a 5.01±0.05 c 5.36±0.05 a 5.24±0.05 a 4.97±0.04 b 5.28±0.01 b 5.47±0.02 a 5.11±0.05 c 8-Month 5.08±0.07 b 5.42±0.04 a 4.86±0.05 b 5.14±0.08 a 5.01±0.04 a 4.50±0.10 b 5.69±0.03 a 5.32±0.05 b 5.00±0.07 c 10-Month 5.19±0.06 a 5.27±0.06 a 4.89±0.06 b 5.08±0.04 a 4.99±0.05 a 4.40±0.10 b 5.63±0.03 a 5.49±0.02 b 4.95±0.06 c 1-Year 5.10±0.01 b 5.20±0.02 a 4.20±0.10 c 4.36±0.06 b 5.10±0.09 a 4.74±0.07 b 4.81±0.13 ab 4.98±0.10 a 4.40±0.10 b 表中數據為試驗三重覆取log10 之平均值 ± 標準差。
同列數據之不同小寫字母表示在P ＜ 0.05 上差異顯著。
圖3-19 AAN 轉殖系與「台農 67 號」水稻殘體周邊附著土壤微生物生物群以 DGGE 分析圖譜。
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圖3-20 以商品化套組(A) 及快速萃取 DNA 方法 (B) 配合多重 PCR 檢測電泳圖。
圖3-21 評估多重PCR 方法用於檢測基改黃豆轉殖品系。檢定結果以 Sn、Sp、PPV 與 NPV 做為評估參數。
建立基改馬鈴薯及黃豆之多重PCR 檢測技術 因 應基改作物管理政策之發展，須建立高效率檢測技術 以滿足基改安全管理技術需求。為簡化檢測技術流程 及有效初步篩選基改轉殖品項，本試驗以多重PCR 檢 測技術，分別檢測不同基改馬鈴薯及黃豆轉殖品項。
以EH92-527-1、AM04-1020 及 2-1 等 3 種基改馬鈴薯 品項個別之專一性序列（event-specific sequence）及 物種專一性（taxon-specific）基因內生性尿苷二磷酸 葡 萄 糖 焦 磷 酸 化 酶（UDP-glucose pyrophosphorylase,
UGPase）序列為檢測目標，結果顯示經多重PCR 反
應可正確增幅出目標片段，且2 或 3 個不同轉殖品項 之DNA 樣本亦能檢出專一性目標片段（圖3-20）。
此方法檢測之最低檢測極限（limit of detection, LOD）
可達0.5%，另外可配合簡易快速萃取方法及毛細管電
泳，大幅縮減檢測流程所耗時間、人力成本。基改黃 豆檢測目標則根據公告之基改檢測方法，共挑選9 個 適合的基因元件（gene element）做引子設計，包括 2 種啟動子（P35S, P-FMV）、4 種插入基因（Pat, CP4-EPSPS, OTP-mCP4-EPSPS, cry1Ab）、3 種終止子（T-nos, T-E9, T-AHASL）， 以 及 1 個 轉 殖 品 項 DP-305423-1 之專一性序列。將引子對分成Set A 與 Set B 兩套引子 組，經多重PCR 反應後可成功辨識個別單一轉殖品系 條帶位置。以未知來源黃豆樣品為試驗材料，目前檢 測靈敏度可達99.03%，專一性則為 100%（圖3-21）。
以上結果期望能應用於不同基改作物檢測技術開發，
以利快速且正確地判斷可能的基改作物轉殖品項，
供建立基改作物快速檢測流程與轉殖品項檢驗方法 之參考。