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應用生物科技,有效促進畜牧產業之發展

陳莉馨

生物科技領域自上世紀晚期即已崛起於世
生物科技或生物技術(Biotechnology或Biological Technology)係經由科學過程,應用生物體以生成產物、改變產物製程,或是據以改良生物的體質與特性,俾降低成本及創新物種的特殊技術(註一)。於今,包羅範圍甚廣的生物科技,所涉及之事項極為繁複,且若涉及人體方面者尤需兼顧倫理和法令,依據所採用的不同方式和途徑,生物科技又頗易與生物工程、生物醫學之領域相重疊。

數千年來,人類在農作畜牧業、食品產製和醫藥診療皆已可相當層面的藉由生物技術,以收得預期的效果,像是古埃及人之運用酵母菌可導致發酵的原理,以進行釀酒和製作麥類食品(國人亦已於古昔早即知悉應用發酵原理,來製成愈益可口之麵食和饅頭等);之後,人類又擴大利用微生物之發酵技術來從事多種食品發酵(像是中式食品的豆腐乳和臭豆腐,乃至日式食品的納豆),或是以之產生抗生素等,都是生物技術的利用實例。

不少族裔亦在古昔即知,可利用蒼蠅之幼蛆以食淨人體受傷部位的腐肉而達到「清創」療效,另亦屢有使用水蛭以吸取人體瘀血俾利於血液循環之回復正常。自1950年代後期,人類已開始探索DNA結構,並於爾後數十年間逐步明悉DNA之結構,此則促使現代生物科技及分子生物學域迅速發展,各種基因轉殖技術紛被列入研究測試,新創的生物技術像是基因重組技術已陸續擴展至各個學門,並被應用於免疫和診療的諸多醫務性層面。

現今,生物技術除了可應用在農牧範疇的生產上,尚可施用於醫療保健、生質能源和環境維護…等諸多領域。在台灣,生物科技已被列為本(21)世紀的重點科技,在對於畜牧事業的生產上,得以之改變家畜之遺傳,增加產肉和增強抗禦疾病之能力,著實具有良多的效益,並蘊涵深遠的潛能與商機。

從1996年以來,起自「桃莉羊」(Dolly sheep)、「酷比豬」(註二)…等多種受人類養殖之經濟動物的複製(clone),曾多次為生物科技的演進掀起陣陣高潮,甚至於行將演進至「複製人」之出現,設非若干先進國家基於倫理等因素而禁止施行於人體,上述事項恐已真的問世了。

生物科技得與畜牧產業結合為畜產生技
生物技術是本世紀間全球科技進步國家,莫不亟力深入探究的重點發展科技,涉及到的專精技術包括有遺傳工程、胚胎移置、基因轉殖、細胞培養以及核移植等科技,均屬發展生物技術之環節,亦為現今家畜或經濟動物施行改良必備之關鍵。而提供民眾消費肉源最為主要的豬隻,則更是生物科技所大舉投入研發的對象,以期能夠育成生長快速、健康強壯、產肉豐碩兼具良好繁殖能力的新優豬種。

為提升受飼經濟動物之產能,並促使其生理機能之遺傳具有牢固可靠的穩定性,因此近十餘年來學研產等部門遂戮力從事胚細胞複製 (embryo cloning,又稱胚細胞無性繁殖)、基因轉殖和體細胞核移植等技術,此亦係吾國現階段亟具發展前景之先端科技產業。就全球性之趨勢以觀之,即有媒體倡論生物科技或與之相關的生命工程,容將成為本世紀新一波之產業革命,儼若新的顯學和莫之能禦的發展趨勢。

早先被列入研發的家畜核移植技術,探討之重點首在於複製體質卓越之基因轉殖(gene targeting)動物,產育高生產效能之優良種畜,在豬隻的研究上並涵蓋將豬隻施予基因定位轉殖或基因上的篩選。早期相關之應用技術乃是以胚分切法為主軸,然而此一方式所能產育之個體,會受限於早期豬胚胎(pig embryo)開始分裂之前的胚葉細胞數目、即細胞分裂能力,乃至於單一胚葉細胞之培養技術,在研發過程中不免會遇到瓶頸。

自1997年,蘇格蘭羅斯林研究所和“PPL Therapeutics"生物技術公司,以體細胞中的乳腺細胞(註三)成功複製取名為「桃莉」(Dolly)之綿羊起,豬隻體細胞的核移植技術,立即被廣泛納入研討,就其在畜牧用途上的目標,是著眼於產育具優良生產性能之種豬。本世紀初,國外研究團隊曾以胚胎體細胞(fetal cells)當作供核者,以進行複製豬之研究,惟亦發現在複製優良遺傳性狀種豬之應用上,成效並不及於以成年體細胞(adult cells)當作供核者那般的可行。

約莫同一時期,國外研究團隊曾以豬隻成年體細胞,複製出具有優良遺傳性能之種公豬,並授由名為“Genemark"的公司發表其成果。在該研究當中,是使用來自美國伊利諾州一處“Prairie State Semen Inc."(為人工授精中心)內,兩頭分別係約克夏(Yorkshire)品系與漢普夏(Hampshire)品系種公豬之體細胞以進行複製,且證實所複製出世的公豬,確實具有優質之生理性狀。

此一研究成果當可對於傳統豬隻的體質改良上,得使用新創之育種選取方式而獲有美好的成效,並得為農業生物科技奠建劃時代之里程碑。此外,可藉由已篩除具排斥作用基因的豬隻體細胞複製為器官,同時再將異種器官移植至人體,以造福等待進行換植器官之病患。核移植技術在既獲顯著的進展下,將可成為當前極具宏途之基因轉殖法,不僅可用以取代胚原核基因之顯微注射法,亦可讓胚胎幹細胞在日後被應用之於人類醫學之研究上。


我國畜牧事業得在與畜產生技業界的結合應用下,力求茁壯和發展
包含吾國在內,畜產事業是多個國家農業生產結構中十分重要的部分,在若干國家如紐澳、丹麥和阿根庭…等(紐澳又以放牧羊隻居畜牧業之首,丹麥和阿根庭則各以養豬和牧牛為其畜牧業的主力),畜牧類之產值尚遠高於一般農耕類的產品。不過,我國之畜牧產業較諸其他的畜牧先進國,乃至號稱全球工商業最發達的美國,仍然面臨有用地不足、生產成本高與必須加強污染防治等事項,甫能冀求永續發展。

生物技術在畜牧生產上的應用,得致力於基因標記、生殖繁育、畜產加工、畜禽營養、畜禽保健、疫苗產業與基因轉殖動物…等多種不同的項目。近十餘年來,舉世各個畜產先進國,在生物技術的研發上確有相當多元具體的嶄獲,非但可據以克服原本諸多屬於技術上的問題,更可藉由這些研究成果促進產業界的發展,使得研究成果能夠超越「紙上談兵」的慰藉而獲取實際之應用。

(詳細內容請參閱2018年9月號現代養豬第99頁)