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基因體工程技術於農產相關產業 之應用現況與發展

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Academic year: 2022

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基因體工程技術於農產相關產業 之應用現況與發展

林彥蓉

臺灣大學農藝學系

LIN, Yann-rong

Department of Agronomy, National Taiwan University

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

2 Deshmukh et al. (2014) Frontiers in Plant Science 5: 244

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

Genomics

Gene Expression

Transcriptomics

Proteomics

Metabolomics

Systems Biology

3

Bioinformatics

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

Genomic DNA DNA Sequencing

Sequence Assembly

Gene Annotation

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 5

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 6

Nucleic Acids Research 2008. Vol. 36 Database Issue

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

全球種子產值持續上升

種子產業帶動下游產業鏈

丁川翊 全球蔬菜種子市場之動態與我國競爭力簡析

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 Lawrence et al. (2008) Int J Plant Genomics. 2008:496957 8

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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Figure 1. Three ways to utilize detailed molecular genetic information for crop improvement.

Phenotypes generated from the field, high-

throughput sequencing techniques, and various - omics approaches generate vast amounts of valuable data in the information pool for crop improvement. Traditionally, this detailed

molecular genomic information is exploited by marker-aided selection (MAS) (i) and transgenic approaches (ii) for producing better new varieties.

MAS can be used for both parental and progeny selection, whereas transgenic methods provide opportunities for introducing novel beneficial traits. Molecular strengthening (MOST)

treatments (iii) as a third outlet can facilitate the breeding process (i.e., flowering time regulation or controlled crosses). MOST treatments can also be applied directly in the field for crop

management, for reduced fertilizer input, or improved yield stability due to increased biotic and/or abiotic resistance. Abbreviations: GWAS, genome-wide association studies; QTL,

quantitative trait loci.

Trends in Plant Science, June 2015, Vol. 20, No. 6

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

圖1.4.3、簡單序列重複與單一核苷酸多型性分子標誌。

郭舒孟、林彥蓉 (2018) 第一篇、第四章。基因體科技於農業及能源之發展

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018)

郭舒孟、林彥蓉 (2018) 第一篇、第四章。基因體科技於農業及能源之發展

臺灣大學農藝學系 林彥蓉 13

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 14

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 15

臺灣研究單位分子標誌輔助選育的應用實例

郭舒孟、林彥蓉 (2018) 第一篇、第四章。基因體科技於農業及能源之發展

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

稉稻臺南16號 林彥蓉

陳榮坤 、羅正宗 臺南區農業改良場

早生性青花菜 林彥蓉

農友種苗公司

高營養米 林彥蓉

吳永培 農業試驗所嘉義分所

西瓜抗性基因育種 胡凱康

農友種苗公司

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 17

臺南16號

分子標誌輔助回交育種 導入臺農67號抽穗期基因至越光

郭舒孟、林彥蓉 (2018) 第一篇、第四章。基因體科技於農業及能源之發展

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

優良親本 早生親本 BC

3

,輪迴親本回復率 > 94%

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

農業試驗所嘉義分所 吳永培博士

郭舒孟、林彥蓉 (2018) 第一篇、第四章。基因體科技於農業及能源之發展

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

96 x 96

512 RAM

SNP (單一核苷酸多型性)基因型分析

自動化基因型分析

4 小時

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 21

資料點整理

晶片影像

一片晶片完成 9216資料點 背景選拔分子標誌平台

臺大農藝系胡凱康博士

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

聖鯛水產科技

Sheng-Diao Aquatic Technolog

屏東新埤

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉 Trends in Genetics 2013 29, 190-196

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

林彥蓉

陳凱儀

胡凱康

董致韡

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

QTLs conferring Curding Time by GWAS

A SNP Set for Variety Identification

and F1 seed purity

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

•SNPline Lite for lower throughput applications (up to 20,000 data points per day; 96 & 384-well plates only)

•SNPline XL for higher throughput applications (up to 200,000 data

points per day; 96, 384, and 1536-well plates).

https://www.lgcgroup.com/products/genotyping-instruments/snpline/snpline-workflow/#.Wa17K8gjFPY

LGC SNPline

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

洪傳揚 (2018)作物、環境與生物資訊 15:101-115

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

洪傳揚 (2018)作物、環境與生物資訊 15:101-115

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

FIGURE 2. A schematic diagram representing the execution of CRISPR/Cas9 based system in date palm genome editing. The most vulnerable target sites in the desired gene(s) are selected specifically using online available web sourcing to design primers for complementary 20-nucleotides. The target specific sgRNA and Cas9 cassettes are constructed either in a single binary vector or separate expression vectors.

These cassettes are then co-transformed in vivo into the plant cells employing a suitable transformation method. Following the putative transformation, the mutated cells are screened an analyzed for target- specific mutations using reporter genes,

endonucleases, polyacrylamide gel electrophoreses, or high throughput sequencing techniques. The successfully transformed cells are then selected for further downstream applications and analysis.

Sattar et al. (2017) Front. Plant Sci. 8: 1469

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

基因體科技於農業及能源之發展

中技社

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

洪傳揚 (2018) 第二篇、第一章。基因體科技於農業及能源之發展

圖2.1.1 不含有轉基因的基因編輯作物之獲得。

藉由穩定性基因轉殖,將基因組編輯的元件送入植物細胞核中以進行

基因編輯,經後代分離後,即可篩選得到非基因轉殖的GE plants。

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

洪傳揚 (2018) 第二篇、第一章。

基因體科技於農業及能源之發展

表 2.1.2、近年應用CRISPR/Cas9基因編輯技術

進行主要作物之改良

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

杜清富 (2018) 第二篇、第二章。

基因體科技於農業及能源之發展

資料來源:杜清富 攝。

圖2.2.1. 豬受精卵原核顯微注射。

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

李雅雯 黃信傑 吳金洌 (2018) 第二篇、第五章。

基因體科技於農業及能源之發展

2.5.1 基因編輯技術CRISPR / Cas9於水生生物之運用

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

沈偉強 (2018) 第二篇、第三章。

基因體科技於農業及能源之發展

2.3.1、CRISPR/Cas9基因編輯技術應用絲狀真菌的研究

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

劉嚞睿 (2018) 第二篇、第四章。

基因體科技於農業及能源之發展

2.2.3 CRISPR/Cas基因工程技術應用於益生菌的相關研究

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

Ed Buckler 2018 Plant and Animal Genome Conference

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

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基因工程技術於農業相關產業之應用現況與發展 (2018) 臺灣大學農藝學系 林彥蓉

約有 66,100,000 項結果

Thank You

數據

Figure 1. Three ways to utilize detailed molecular  genetic information for crop improvement
FIGURE 2. A schematic diagram representing the  execution of CRISPR/Cas9 based system in date palm  genome editing
表 2.1.2、近年應用CRISPR/Cas9基因編輯技術 進行主要作物之改良
圖 2.2.1. 豬受精卵原核顯微注射。

參考文獻

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