綠色革命變、便、遍—植物基因轉殖

綠色革命變、便、遍—植物基因轉殖

壹●前言

化學與物理是推動二十世紀科技與經濟的科學，這兩者創造並提升工業及資訊科技，支撐全 球經濟的突飛猛進，促進政治、社會與文化的變革。如今，生物科學與高等材料科學正在創 造一個新世紀引擎，也就是『生物物質』科技，它勢必成為推動二十一世紀經濟的新生力軍。

就規模與範疇而言，生物物質經濟將與以往的經濟型態大相逕庭，在生物物質時代，經濟成 長更快速、更全球化、具普遍性，也比以往任何經濟型態更強大，甚至超過資訊科技時代。

對公共事務決策者而言，生物物質將帶來無法預料的複雜問題，起因是全球對於環境、貿易 與公共福利的意見分歧，生物物質科技亦將挑戰我們對生命的根本定義，世界上每一個人都 將被要求位本身的基因做決定，也許還要為他人做決定。在不到一個世代之後，每家公司都 會變成生物物質公司，也許成為這種科技研發或應用的一環，甚至直接仰賴其生存與成功。

拜近年來遺傳工程技術之發達所賜，而使作物之育種有了革命性的突破，在未來並將世界農 業舞台上，扮演極其重要的角色。何謂基因轉殖植物(transgenic plant)?廣義來說，是指那些本 身的基因被外具有功能之基因殖入的植物(Uchimiya et al.,1989)，看似十分簡單的過程，事實上 可是十分複雜的，因為每一個步驟，從外來基因之繁殖、新基因的建構、殖入植物、到組織 再生、篩選測定、田間試驗等...皆須有各方專家努力之投入，並相互合作，始能達成目標。

貳●正文

一、簡說生物科技

生物科技是生物化學、分子生物、免疫、遺傳、基因工程、基因與蛋白質輿圖資訊庫、分子 設計、高批量微奈米化及自動化篩選、組合式化學、應用數理統計高數電腦運算諸學門的整 合科學，其主力是實驗室科技，價值在研究、開發與創新。

二、生物農業

十八世紀人類首度嘗試已系統化方法創造能夠抵抗病蟲害的作物，這是生物農業正式的開 端，當時葡萄園將歐洲種葡萄莖接支到具有抗蟲害能力的美國種葡萄根上，已抵抗葡萄根牙 蟲。生物農業涵蓋的範圍廣泛，大致包含兩種主要領域：土生與水生基因工程植物的研發，

以及對動物、魚類、昆蟲和其他生物的基因控制。在基因工程植物方面，『研究人員主要目 標針對三個廣泛但不同的領域：第一是改善植物既有的基因素質，提高生長速率或減少對土 壤和空氣有負面影響的附加物；第二是對植物進行基因修改，使食用這些植物的動物與人類 更健康，或使其含有抵抗疾病的物質；第三是應用植物生產其他材料或物質，以提供更廣泛 的商業使用。』(註一)

三、基因轉植的技術與原理

1.基因選殖的原理

基因轉植的基本概念就是將異源 DNA 片段接到載體上，構築成重組 DNA 分子，再將重組 DNA 分子送入適當的宿主細胞中，利用 DNA 載體具有複製源可在宿主細胞內複製的特性，

異源 DNA 片段也隨著重組 DNA 分子共同複製。

2.基因選殖的步驟

基因選擇的步驟可分為五步：『第一步、製備載體及異源 DNA，一班是經合酸縣切酵素處理 及純化；第二步、以 DNA 連接酵素，接合異源 DNA 分子及載體，構築成重組 DNA 分子；

第三步、將重組 DNA 分子送入宿主細胞；第四步、篩選含有重組 DNA 分子的宿主細胞；第 五步、大量培養所篩選的宿主細胞，並由細胞中抽取重組 DNA 分子，或其編碼蛋白質。』(註 二)

3.基因選殖的主要工具

A. 核酸限切酵素(restriction nuclease)

核酸限切酵素，屬於核酸內切酵素(endonuclease)之一種，其特點係經由認識特定 DNA 序列，

而切斷 DNA。

B. 瓊脂膠電泳分析法(agarose gel electrophoresis)

早期利用超高速離心及放射性標誌方法，來分離及測量 DNA 分子大小，不但耗時且不方便。

『1973 年冷泉港實驗室，Sambrook 等人發展出瓊脂膠電泳分析法，依不同濃度的瓊質膠可 以分離 100 至 5000 鹼基對大小的 DNA 片段，再以溴化乙錠(ethidium bromide) 染 DNA 後，

經 UV 照射可以直接看到 DNA 分子，且只要 5 毫微克的 DNA 就可以看到。』此方法操做 簡單、靈敏度高，另外其可分離之 DNA 片段大小適用於基因選殖，所以瓊質電泳分析法廣 泛被用來分析及分離大小不同的 DNA 片段。(註三)

C,連接酵素(ligase)

在基因選殖過程中，DNA 經過分割、分離接這就是要將異源 DNA 連接到載體上，構築成重 組 DNA 分子，而連接酵素就是用來連接 DNA 片段。

D.載體(vector)

基因選殖中載體最基本的功能就是承載異源 DNA 分子，讓異源 DNA 分子能再宿主細胞中複

製，因此載體必須含有宿主細胞複製機器所認得的 DNA 序列，即複製源(replication origin)。

E.宿主細胞(host)

依照基因選殖的目的不同，宿主細胞的選擇也有所不同；若只是要製備大量異源 DNA 分子，

則大腸桿菌是個便利的系統；假使是要產生異源 DNA 的蛋白質，則需要考慮到蛋白質的特 性及用途而有選擇不同的表現系統。

(圖一) 基因轉殖之步驟

四、植物基因轉殖之基本步驟

1.外來基因之選殖與建構

一般須先將此標的基因(target gene)抽取，再利用媒介(vector)如特殊的質體或特殊的基因如病 毒(virus)及噬菌體(bacteriophage)，將此標的基因攜入細菌體內大量繁殖，此一步驟便叫作選 殖。而剛選殖完成之基因，一般要經過修剪或連接某些序列才能讓媒介導入植物，並在植物 內表現其功能。

2.基因轉殖入植物

這是關鍵性的步驟，也是早期認為最困難的步驟，經過科學家多年努力研發的結果，目前已 有多種方法可以用於得到基因轉殖植物，其中最普遍是利用農桿菌(Agropbacterium)媒介之基 因轉殖，此外還有基因對原生質體直接導入、基因槍或粒子槍直接導入、電壓穿孔導入法 (electroporation)、基因對胚珠或生殖細胞直接注射轉殖等。

3.轉殖後細胞或組織的再生成植株

這也是十分關鍵性的步驟，因若無法由轉殖後的細胞或組織在生成植株，前些步驟皆是白費 辛勞的，一般這乃需要精緻的細胞培養或組織培養技術進行配合，其目的在使轉殖後的細胞 或組織發展完整植株；植物組織培養就是在無菌的環境下，提供適當的培養基和培養環境，

將植物的一部份無論是單一細胞、組織或器官切取培養。

(圖二)

植物組織培養流程

4.轉殖後之篩選與測試

不論以何種方式進行植物基因轉殖，所得之植物組織中皆含有已轉型與未轉型二種細胞，並 利用標幟基因(marker gene)或報導基因(reporter gene)系統可以辨識兩者。

5.轉形植株的確認與測試

利用選擇性培養基篩選轉形植株是不足以確認是否已成功獲得基因轉殖植物的，所以『科學 家利用南方氏點墨(southern blot)分析或是以 PCR 方法可確認轉形植株是否含有標的基因，之 後尚需以北方氏點墨(northern blot)分析來評估 mRNA 是否產出，以確認標的基因是否被轉錄 生成 mRNA，另外另一分析方法西方氏點墨(western blot)法，亦可用於評估轉形植株中蛋白質 的表現』，而對於已成功轉形的植株亦需進行穩定性試驗、溫室試驗及田間試驗，以近一步 了解其實際表現情況或實際應用價值。(註四)

五、植物基因轉殖的各種方法

基因轉殖步驟中，最關鍵性的是如何將外來基因導入植物體基因的步驟，此方法概分五種。

1.農桿菌法(Agrobacterium)

『農桿菌中有 Ti 質體 (tumor inducing plasmid)，質體中有一段T-DNA，會穿過受傷的植 物細胞壁，進入植物細胞核內，並且併入植物基因組，受感染的植物會出現腫瘤，因此若將 Ti 質體中導致腫瘤的基因切除，置入擬轉殖的基因，即為優良的轉殖系統。』農桿菌法轉殖 效率高，而且得到的轉基因拷貝數較低，常為 1 – 2 拷貝數。初期農桿菌法只能適用於雙子 葉植物，經許多重要的改進後也能用於單子葉植物。首先是使載體中的virG 蛋白質大量表 現，可提高水稻、玉米、及樹薯等不易轉殖植物的轉殖效率，其他因子包括農桿菌菌種與植 物間的配合，在轉殖時處理vir 基因的誘導物質，例如acetosyringone、糖類、餵養細胞、或 受傷細胞萃取液等；『此外，培養基pH值、溫度、細胞及菌液濃度、光線強度、培養時間、

培植體種類、培植體狀況、荷爾蒙處理與否、刻傷處理，與適當的抗氧化劑、乙烯形成抑制 劑、或甲基化形成抑制劑等因子，都對農桿菌的轉殖效率有相當程度的影響。』不過農桿菌 轉殖的變動條件太多，每一種植物應該分別建立各條件的最佳組合。(註五)

2.基因對原生質體直接導入技術

原生質體一般是指不帶細胞璧的植物細胞，其取得技術目前已甚成熟，若欲將外來基因導入 原生質體，一般可用 PEG(polyethylene glycol)融合法，或電壓穿孔法(electroporation)；前者主 要利用滲透壓之驟變造成細胞膜傷口，導引外來基因之進入，後者則利用電壓造成傷口。

3.基因槍或粒子槍

原理為利用高密度微粒子(microprojectile)如黃金微粒、烏粒子，先覆以基因物質，再藉由火 藥點火或高壓氦氣產生推動利打入植物細胞或組織中。

(圖三)

基因槍作用方式示意圖 4 電壓穿孔導入法

此技術乃將植物組織浸於大量目標DNA 溶液中，通以瞬間高電壓 之直流電，此時細胞即 很容易吸收大量外來的DNA。但進行此技術 時，需先將植物之細胞壁除去，以原生質體的形 態進行，待轉殖成功 再利用組織培養使之再生。

5.直接注射法及其他

包括微量注射法(microinjection)、大量注射法(macroinjection)、花粉管殖入法(pollon tube pathway)及微量射擊法(microtargeting)等。基本上植物細胞必須是未分化的或仍處於配子型者 (gametic cell)，並搭配特殊導入技術，一般也都限用於單子葉植物基因的轉殖。

六、植物基因轉植的應用方向

1.耐殺草劑基因

雜草控制是農作物生產中相當繁雜的一項工作。殺草劑的發明與應用大大的減少勞力的 付出。由於殺草劑在防制雜草上的優越性，使殺草劑成為目前使用量最多的農藥。然而這些 效果佳的殺草劑多為系統性且不具選擇性的，因此也會造成農作物的危害，造成使用時不方 便。『目前抗殺草劑的基因轉殖研究主要是轉殖可以分解殺草劑的基因，例如 bar, pat, pcd, tfdA 等基因，或改造殺草劑所能辨識攻擊的標的酵素，以達到防禦殺草劑的危害，例如 aroA, sulL, psbA 等基因。目前已有相當多轉殖抗殺草劑基因成功的例子，例如大豆、玉米、棉花、油菜

、蕃茄、小麥、菸草及馬鈴薯等作物。』(註六)

2.抗蟲基因之轉殖

自然界中有些物種原本對昆蟲即有抗性，這些物種的抗性來自其內在的抗蟲基因。若能 將之 分離、選殖，並轉殖於農作物上，可以降低殺蟲劑的使用，既節省成本，又可減低對環境的 污染。『如蘇力菌的殺蟲基因，此係蘇力菌在產孢期會產生結晶毒蛋白，這類結晶蛋白經昆 蟲腸道內高鹼性及蛋白質鋂作用，分解成毒素，殺死昆蟲』而且這種結晶毒蛋白對人體 並不 會造成傷害，因此自1990 年後已大量被轉殖於作物上，以增強作物之抗蟲性。(註七)

3.抗病基因

A.抗病毒基因

抗病毒植物的基因工程主要來自病毒本身，包括鞘蛋白(coat protein, CP)基因、衛星 RNA

（satellite RNA）基因及反義 RNA (antisense RNA)基因。鞘蛋白基因的作用機制包括防止病毒 脫鞘及干擾其轉譯作用，將煙草嵌紋病毒(TMV)之鞘蛋白病毒基因轉殖於番茄，育成抗番茄 鑲嵌病毒(ToMV)及 TMV 之番茄植株。利用葡萄病毒 B (grape virus B)之病毒鞘蛋白，育成抗葡 萄病毒 B 之葡萄。病毒衛星 RNA 可干擾病毒 RNA 作用因而改變病癥，轉殖煙草輪點毒素病 衛星 RNA 於植物時可獲抗病毒之植株。轉殖煙草 TMV 之反義 RNA，可使病毒基因與之結合 且無法表現。

B.抗真菌性病害基因

利用生物技術進行抗真菌作物育種，主要所採取之對策包括，『(1)讓植物大量表現分解真菌 細胞壁的酶。(2)抑制真菌活性的蛋白質或化學物。(3)感應病原菌感染及啟動植物防禦系統之 訊息傳遞蛋白。(4)活化氧化物，使病原菌死亡或隔絕其感染及傳播途徑。分解真菌細胞壁酶 如幾丁酶(chitinase)及β -1,3 聚葡萄糖酶，可抵抗真菌侵襲，由菜豆所選殖幾丁酶基因轉殖至 煙草中可得到Rhizoctonia solani 之植株。』植物毒素(phytoalexins) 已被認為是真菌侵害植物

時所產生之抗性物質，由葡萄選殖合成酶(stibene synthase)基因轉移至煙草，得到抗灰霉病菌 Botrytis cinerea 之植株。與抗性系統認知(systemin acquired resistant, SAR)有關的病原相關 (pathogenesis-related, PR)蛋白質，例如 PR1-a，在轉殖煙草大量表現可抗 2 種 Oomycete 病原菌。

大量表現煙草的 PR-5 (osmotin)，可顯著的延緩Phytophthora infestant 所造成的壞疽。因此同時 轉移幾個 PR 基因，可能會研發出商業上有用的抗真菌轉殖植物。活性氧物質(例如 H2O2)在預 防病原菌感染上扮演了一個重要的角色，轉移 glucose oxidase 到馬鈴薯，加強 H²O²的產生，

已證實可抗真菌性及細菌性病害，因此提高植物的活性氧物質，可能是使植物耐多樣性病害 的可行途徑。(註八)

C.抗細菌性病害基因

或由雞、鴨、鳥亦可得到。轉移噬菌體 T4 Lysozyme 基因到馬鈴薯種球可抗軟腐病；Attaciins：

Hyalophora cecropia 對細菌免疫時會產生毒素；植物細胞壁蛋白質：如 thionins，當轉移大麥的 α -thionin 到煙草，顯著增加抗細菌性病害 Pseudomonas。

4.延緩採收後老化基因之轉殖

植物老化影響作物品質與貯藏期限甚鉅。這種老化現象是一種衰敗過程，會受到生長期 及植株體內基因的調節與控制。據估計，作物因採後不耐貯存而造成之損失可高達 40%。植 物老化在基因的層次上，主要受到可以產生乙烯 (ethylene) 及細胞分裂素 (cytokinin) 等物質 基因的調控，其中乙烯會促進老化；細胞分裂素可以防止老化。目前認為造成採後農產品快 速老化的因子是農產品產生內生性乙烯，乙烯的形成加速農產品的成熟、老化。『現今由於 乙烯整個生化合成途徑已相當了解，因此有許多抗乙烯合成基因已被分離、選殖，如 ACC 合成酵素基因 (ACC synthase)、ACC 氧化酵素基因 (ACC oxidase)，我們僅需將 ACC 合成 酵素基因的反義基因轉入植株中，由於此基因的表現，抑制了植物體內正常 ACC 合成酵素 基因的表現，使乙烯無法生合成，而延緩農產品老化。』或者可以增加細胞分裂素的基因表 現，如 isopentenyl transferase (ipt) 基因。目前已有不少轉基因作物能得延緩老化的例子，如 番茄、康乃馨等，其中番茄也是最早在美國上市的轉基因作物。(註九)

5.花色、花形基因之轉殖

花色常常是決定花卉作物價值的重要指標之一。目前市面上商品化的花卉，皆經自然界 中原生花卉改良、培育而來。若某類花卉的原生種源之花色基因種類少，即會限制該類花卉 培育各式花色潛力，因而影響該花卉普及化。由於基因工程之快速發展，目前已有許多色素 合成基因已被分離、選殖，如 CHS、CHI、CHR、DFR、F3’H 及 F3H 等基因。基因轉殖在改 造花色上，不僅可以用來導入一個新的基因，以表現出新的花色，而且可以一個正義 （sense

）或反義（anti-sense）的型式導入植株已存在的基因（endogenous gene），以抑制花色的生合 成，來達到改造花色的目的。目前已被應用於花色基因之轉殖上，成功地創造出新的花色品 種，如矮牽牛的磚紅色品種之育成，即轉入一外源花色基因而來。其它如菸草、洋桔梗、矮 牽牛、康乃馨及菊花等也都有花色基因轉殖成功的例子，轉基因藍色康乃馨已在日本花卉市 場成功的推出。另外，在花形的改造方面，已有許多控制花形的基因被發現、選殖，如有個 稱之為 AGAMOUS (AG) 的基因，在植物中若此基因失去功能，其花朵之雄蕊與雌蕊皆會變 成花瓣，因此，就變成重瓣花。以百合花為例，雖具艷麗色彩，明顯的花形，但雄蕊之花藥 常常困擾著消費大眾，因此若能改造出沒有雄蕊且又重瓣之百合花，應可受消費者青睞。

6.控制開花之基因轉殖

植物都有其特定的開花時間，而此時間受外界環境因子，與內在基因所調控。植物可能 因某個基因失去功能，即造成開花時間提早或延遲。目前已有許多影響開花時間的基因被選 殖出來，如 LEAFY (LFY)、APETALA1 (AP1)及 TERMINAL FLOWER1 (TFL1) 等基因，這些基 因最早皆由阿拉伯芥中被選殖出來，其中 LFY 及 AP1 可以促進開花提早；TFL1 基因會延遲 開花。將 LFY 基因轉殖於白楊樹中，並大量表現，使原本需十幾年才會開花的白楊樹，縮短 至六個月就開花。轉殖 AP1 基因，也可使轉基因柑橘提早好幾年開花結果。因此，若能善用 調控開花時間之基因，我們就可以從事產期調節或花期調節，降低產銷失衡的情形。

7.耐逆境基因轉殖

耐熱、耐旱、抗寒等逆境基因也是作物基因轉殖的重要目標基因，『植物在遭受上述逆 境下，除了會影響生長發育外，嚴重時甚至會致死。因此對於土地沙漠化及耕地鹽化漸趨嚴 重的環境而言，農作物抗逆境基因轉殖不失為一種極佳的策略。』目前已知的抗逆境基因，

如 超 氧 歧 異 酵 素 (SOD) 在 抗 寒 害 及 抗 旱 上 皆 有 不 錯 的 表 現 。 如 苜 蓿 轉 Fe-superoxide dismutase (SOD) 基因，可以提升耐寒的能力。另外一些可以提高細胞滲透壓的物質，如肌醇 (inositol)、甜菜鹼 (betaine) 及脯胺酸 (proline) 的衍生物，在細胞內濃度提高後，也可以產 生抗旱及耐鹽的效果。目前已有許多成功的例子，如抗寒的菸草及阿拉伯芥，耐鹽的菸草、

水稻及番茄等。(註十)

8.提升營養成分基因轉殖

將具營養價值的基因導入作物中，以增加作物的經濟效益。『黃金米的出現是一個典型成功 的範例，將選殖自喇叭水仙 (daffodils) 的兩個基因，以及一個來自微生物的基因同時導入水 稻中，這三種基因的搭配會增加β -胡蘿蔔素的生合成，而β -胡蘿蔔素是維他命 A 的前驅物，因 此育成一種富含維他命 A 的基因改造稻米，由於外觀呈金黃色，所以稱為黃金米。』因為維 他命 A 可以預防「夜盲症」等疾病，因此本稻米除了可以提供做為糧食外，可以預防「夜盲 症」，這對糧食缺乏的貧困國家而言是一大福音。其它如轉殖 serine acetyltransferase (SAT)基 因於馬鈴薯中，可以提升馬鈴薯 cysteine 及 glutathione 的含量，增加馬鈴薯的營養成分。(

註十)

七、基因改在作物為社會帶來眾多益處

1.一般商業價值

基因工程產品具有高產量、高產值、高利潤，低生產成本，含高或特殊營養價值，格外新鮮

、耐儲運等優點。此外基因工程品種更因具抗病、抗蟲特性，可減少農藥施用次數、低農藥 殘留，因此較為乾淨。生技產品依作物產品特性及其使用方式，其受益人由生產者到產品上 市，可分為作物栽培者 (即農民)，食品加工業者，及消費者等三個層次來說明。

A.對農民而言

對農民而言，基因工程產品之優點為：1.減少施藥次數與劑量，降低曝露於農藥之危險性，

2.基因工程品種具有對各種環境逆境、病蟲害及殺草劑等之忍受力，對環境之對抗能力較高

，為「人定勝天」產品，作物因栽培失敗之損失較少；3. 栽培基因工程品種，減少投資成本

，且因多收或產值較高，使農作物生產較具效率。在 1997 年調查結果，有 90％以上栽植轉 基因玉米的農民，新的生技品種表示滿意，並願意於將來繼續種植基因工程育成的品種。

B.對加工業者而言

對加工業者而言，基因工程產品之優點如下：1.生產較高品質之有效成分 (active ingredient)

，2. 生產較多、較高純度之有效成分，3.生產較少毒性成分之產品及 4.生技產品具有較新鮮

、耐儲運等優點，故可降低加工、純化及儲藏之成本提高收益。

C.對消費者而言

對消費者而言，基因工程產品具有 1.新鮮、全年均可購買得到，2.含較少農藥殘毒，因此安 全、品質高及 3.特殊健康或療效之天然產品等優點。此外，栽培基因工程產品更可因減少殺 菌劑、殺蟲劑及殺草劑等農藥之施用，對環境危害降低，間接達到對環保之貢獻，不但可使 有機栽培較為可行，更可使農業永續經營。所以基因工程產品可視為「環保產品」。

2.為窮人謀福利

在農業社會裡，農業是經濟成長的主要動力。在科技的帶動下，綠色革命除了為眾多消費者 生產者也為貧窮人口帶來了莫大的利益，讓開發中世界的農民能取得小麥稻米和玉米的現代 品種，首先從亞洲和拉丁美洲開始，再擴及至非洲提升農業生產力後，『綠色革命使農民收 入增加，糧食價格降低，讓窮人買的起食物這種提高產量、改善生活水準也是永續經濟成長 的良性循環，已讓數百人脫離貧困。』(註十一)

八、社會上對作物改造的其他考量

1.基因工程產品的缺失

雖然基因工程產品優點頗多，然而目前已知基因工程產品至少有下列缺點：1.大量栽培基因 工程品種容易導致生物多樣性 (biodiversity) 降低，使未來有用種原 (germplasm) 減少，2. 大 量栽培生技品種會迫使昆蟲、病原菌及雜草基因快速演變，產生抗藥性或成為超級變種，3. 部 分生技品種可能將人工改造基因傳遞至其它相近物種，造成對環境及微生物等之危害，4.生 技產品可能改變作物原有代謝途徑或生產出未知的成分，對體質易過敏的消費者造成傷害，

5. 大量栽培生技產品，可能改變動植物之生態相，影響自然界之生態平衡。

2.基因轉殖作物之環境風險分析之基本原則

世界上處處充斥著自然災害與意外事故，其何時何地發生以及造成損失之程度，往往難以預測，因此 風險是一個相對的、動態性的概念，具有客觀性、偶然性及可變性之三個特徵(Harding 及Harris ， 1997)。風險是指某種特定危險事件發生的可能性(危險概率)及危險事件(發生)產生後果之組合(呂等，

2002)。『根據引進基因轉殖作物之規模及可能危害之實際時間進行評估，風險的大小與特定的危險 是可以量化的，即在預測基因轉殖作物釋放於田間其載體量與時間之比例，以防範未來可能帶來的危 險。風險分析包括三大內容(Kareiva 及Quinlan ， 2002)：風險評估、風險管理及風險訊息交流，其 總體目標在於確保大眾健康得到保護。』(註十二)

A.風險評估：

利用現有之科學資料，如使用毒理資料、污染物殘留資料分析、統計手段、暴露量及相關參數之評估 等步驟，進行識別、確認及定量，來決定某種有害物質的風險。風險評估可分為四個基本步驟：危害 識別、危害特徵描述、暴露量評估、風險描述。

B.風險管理：

根據風險評估的結果，同時考慮社會、經濟等各方面相關因素，選擇及實施適當的管理措施，盡可能 有效地控制風險，從而保障大眾健康。風險管理可分為四個基本步驟：風險評價、風險管理之選擇評 估、風險管理之決定與執行、監控及審查回顧。

C.風險訊息交流：

風險評估人員、風險管理人員、消費者及其他相關團體之間就風險有關之訊息與意見進行相互交流，

包括風險之性質、利益之性質、風險評估之不確定性、風險管理之選擇方面進行有效之交流。

3.目前國內外對於基因作物採安全的措施

基因改造作物與非基因改造作物共存是未來趨勢，所以長期性風險管理主要策略有 1)標示：

由於基因改造食品(食品)上市，是否具有市場，各主要國家認為須由消費者自行在價格與長 期之食品安全風險作抉擇，因此傾向立法要求基因改造食品須明顯、正確並易懂的標示在產 品上面，各國標示要求標準各有不同。『目前美國政府並未要求食品製造商，將食物內所含 的基因改造食物告知消費者。歐盟(EU)十五國環境部長在 1999 年 6 月 25 日通過一項行政命 令草案，將加強規範基因改造有機體的買賣。2000 年一月，在加拿大蒙特婁召開的生物安全 會議，簽訂「卡塔黑那生物安全議定書」，來規範基因轉殖產品。可以預料的是，此一課題並 將成為歐美未來在世貿組織 (WTO) 新回合談判的重要議題。歐盟將加強基因改造食品上市 前的風險評估，並訂出基因改造產品之檢測、標示及運送的全球性標準，以保障民眾安全並 避免危及全球環境與動植物的安全。』歐盟國家要求較為嚴格而美洲國家則較為寬鬆。我國 則在 2001 年 1 月 1 日起採用自願標示，2003 年 1 月 1 日啟則改為強制標示。2)可追朔性 紀錄。因此轉基因植物產品的生物安全性的問題，是未來從事基因工程育種者所必須考慮的

，以免歷經多年研究發展的產品無法被社會大眾所接受。(註十三)

4.智慧財產權的歸屬

基因轉殖的技術層面克服後，未來所需面臨的問題，就是實際商業化生產後可能的一些限制，

特別是專利權的問題，目前許多有用的基因、啟動子、及某些轉殖技術（例如基因槍）都有 專利權的保護，一般在從事研究時，雖不會有侵犯專利權的問題，不過一旦涉及到商業行為，

則專利所有權人便可能訴諸法律，因此在最初設計實驗時就應審慎評估，以免花大筆金錢、

時間研究的結果，最後又面臨侵犯他人著作權的刑責而得不償失。不過專利權的規範並非每 個國家皆同，例如以基因槍法進行轉殖，在美國具有專利，但是在澳洲則無專利權；許多基 因和啟動子也是相同的情形，舉例來說，玉米的 ubiquitin啟動子，雖然在歐洲、日本、和美 國擁有專利權，但是在這些國家之外，似乎並沒有專利權的問題。在這種情況下，一個轉殖 植物商業化後，在一個國家雖沒有侵犯著作權，並不代表在其他國家沒有侵犯專利，因此從 研究者應特別注意各種相關專利權的規範。

參●結論

基因轉殖作物對農業之貢獻益處良多，如增加產量、營養價值、減少肥料農藥之使用、改進 土地利用狀況等；但也同樣帶來不少衝擊，包含改變了天然基因庫、可能破獲食物鏈、侵犯 傳統育種學家的工作權，更可能嚴重侵蝕傳統之農業經濟等。基因轉殖作物對環境之衝擊大 小至今尚難以正確評析，而各國政府目前皆甚關注此問題，所以在田間試驗許可發出之前即 發出之後，皆有詳細的監測與規制，以預防對環境可能造成的衝擊。同樣地，基因轉殖作產 品也會對消費者造成衝擊，尤其是安全上的問題，唯有透過國家或國際上統一且清楚、具公 信力的標示，配合詳實的安全測試，才能增進消費者可接受程度及完全釋疑。如何給予基因 轉殖作專利的問題，攸關研究人員與農夫間的權益平衡，因此專利的給予應格外慎重，並應 盡量與以窄化，以增進大多數人之福祉，唯這仍需要各國政府多予研究及改進。無論如何，

基因轉殖植物的育種將可謂人類帶來極大的福祉，將是人類解決二十一世紀飢荒之最大希 望，是人類減少使用農藥之冀望所在，也是人類增產某些必須品之希望所在。它的發展與前 程 ，是不可限量、光明燦爛的。

肆●引註資料

註一、查理奧利佛。生物科技大未來。(台北市：美商麥格羅希爾國際股份有限公司 台灣分 公司，民94)。頁204-205。

註二、鍾楊聰。生物學。(台北市：偉民圖書，民95)。頁475-488。

註三、田蔚城。生物技術的發展與應用。(台北市：眾光文化，民92)。頁54。

註四、田蔚城。生物技術的發展與應用。(台北市：眾光文化，民92)。頁103-104。

註五、

註六、基因改造之環境風險。http://gmo.agron.ntu.edu.tw/sym2004/2-1-article.pdf。民國98年5 月31日。

註七、曾經洲。昆蟲的穿腸病毒-蘇力菌。科學發展。391期。頁7-9。

註八、鄭秋萍、郭如玉。訂做抗病的番茄寶寶。科學發展。392期。頁7-11。

註九、葉錫東。轉基因作物應用於植物保護之現況。植物保護學會會刊。民國89年。頁92-109。

註十、植物轉殖實驗室簡介。http://transplant.sinica.edu.tw/overview/。民國98年5月31日。

註十一、瑞尼、平格利。播下基因革命的種子。科學人。68期。頁80-87。

註十二、李國欽、徐慈鴻。GMO/GMF 風險評估與風險管理方法。行政院農業委員會動植物 防疫檢疫局。民國93年。頁82-99。

註十三、牟敦剛。生物科技N世紀。(台北：牟博士工作室，民91)。頁327-335。

圖一、瑞尼、平格利。播下基因革命的種子。科學人。68期。頁80-87。

圖二、

http://sky.scnu.edu.cn/life/class/genetics/gene%20engineering/pictures/chap%207/7-22.jp g。民國 98 年 5 月 31 日。

圖三、生物科技雜誌- 基因槍-非病毒性基因投遞系統在 DNA 免疫治療之應用

http://sky.scnu.edu.cn/life/class/genetics/gene%20engineering/pictures/chap%207/7-22.jp g。民國 98 年 5 月 31 日。