計畫一:蘭花尖端生技

楊長賢終身國家講座教授統籌
四項重要研究計畫,針對蘭花重要基因進行功能鑑定。

特色與重要性

蘭花開花生理與發育異於一般植物,需結合性狀與基因功能進行基因組關聯性驗證,才能應用於商業品系。台灣蘭業種源多樣,本團隊結合蘭花專業人士,利用新穎基因技術,針對花型、花色、植株型態及抗病抗逆境基因選殖分析,目標為快速培育經濟價值新品系,推動蘭花產業國際競爭力。

特色與重要性

由於蘭花基因轉殖效率低且生長緩慢,常使用蕙蘭嵌紋病毒(CymMV)進行病毒誘導基因沉默(VIGS)研究蝴蝶蘭生殖階段基因功能。前期已成功表現甜菜素生合成基因,增強花色多樣性,並利用植物菌質體提升蘭花轉殖效率,解開軸莖形成之謎。本計畫將開發CRISPR-Cas9系統,用於基因編輯與調控,並與德國Leibniz研究機構合作,利用合成生物學工具構建TALEN調控系統,操控多基因表現,期望突破基因功能研究困境,促進產業發展。

特色與重要性

本研究將建立蘭花基因體與蛋白質體生物資訊平台,篩選調控重要性狀的關鍵基因並提供驗證。針對蝴蝶蘭傳統雜交育種難以傳承的問題,結合人工智慧技術,建立全球與台灣蝴蝶蘭種系與性狀大數據資料庫,開發智慧育種預測模型,協助快速篩選親本,縮短培育時間,創造高經濟價值品種,提升產業競爭力以應對國際市場變化。

特色與重要性

已開發育成之瓶內開花蝴蝶蘭品PLB增殖配方,完成抗生素劑量鑑定,並進行農桿菌進行轉殖,已獲得篩選PLB;另已利用農桿菌轉殖蘭花花粉塊行自花授粉,後續將分析果莢之轉殖效率已確認基因轉殖效果。


計畫二:智慧永續食糧生技

賀端華院士統籌
三項重要研究計畫,達成糧食安全、環保及永續農業之目的。

特色與重要性

全球氣候變遷嚴重影響作物生長,乾旱、淹水和鹽害等極端氣候事件造成嚴重農損。如何在有限資源下穩定生產足夠糧食,是21世紀農業發展的重要挑戰。水稻作為全球主要主食作物,應用先進農業生物技術與精準農業監控,有助於育成耐逆境、低成本、少水少肥且高產的新穎品種,對推動永續農業發展至關重要。本團隊將運用台灣水稻T-DNA突變體庫,加速基因功能研究,並結合基因編輯技術與分子育種平台,發展具耐環境變遷能力的水稻品系,進一步結合益生菌應用與智慧農業技術,減少資源消耗,穩定提升水稻產量與品質。

特色與重要性

聯合國預測2050年世界人口將增長近100億人,隨著人口的增長,永續發展目標SDG2消除飢餓及SDG3確保健康的生活將成為關鍵挑戰。水稻、木薯、玉米、小麥及馬鈴薯等糧食作物富含澱粉,為全球提供85%以上的卡路里,使人們可獲得足夠熱量,卻缺乏足夠的維生素及微量元素來維持健康,導致營養不良症狀。全球有16億人因缺鐵性貧血,而導致生產能力下降,導致超過80萬人死亡。本團隊長期使用生物強化策略,已開發出富含鐵鋅等微量元素及維他命A的高營養水稻品系,為其他糧食作物提供成功的營養改善案例。基於本團隊的研究專長,並與國際研究單位合作,採取基因工程及CRISPR-Cas基因編輯策略來提升水稻微量元素含量,增加木薯產量。
 

特色與重要性

本研究聚焦耐鹽植物內生菌篩選與功能分析,評估其對植物促生與抗逆效應。結合基因體、轉錄體與代謝體技術,探討內生菌提升植物耐鹽性機制,並開發以B. seminalis 869T2為核心的植物內生菌型生物刺激素,提升作物抗逆與營養品質,建立萵苣耐高溫性及脯胺酸、可溶性糖累積分析平台。
 


計畫三:精準保健食品生技

顏國欽講座教授統籌
兩項重要研究計畫,進行食藥用作物特色功效性分析與應用。

特色與重要性

台灣即將進入超老齡化社會,隨著年齡增長,免疫系統衰退,腸道微生物失衡而引發老化等健康問題。本計畫以預防醫學及抗老保健為基礎,結合生技技術開發本土農產品及藥用植物包括木薯、金葉桉、豆類、苦瓜、紅藜,提升其價值,促進國民健康,如修飾木薯澱粉調節腸道菌相、中華金葉桉精油抗發炎、黃豆苷元抑制口腔癌、黑豆多酚改善腸腦軸、苦瓜萃取助代謝與肌能、紅藜脂醇調控肝脂代謝,並培育生技產業及農產品加值人才,推動國產特色農產品發展與政策推廣。
 

特色與重要性

選用台灣松葉進行天然物生物活性篩選,評估其作為免疫調節功能性食品潛力。以類風濕性關節炎和乾癬為模型,探討精胺酸脫亞胺酶與疾病關聯。發現五葉松針萃取物能抑制該酶活性,顯著改善小鼠關節炎,且無毒性。預計整合RNA-seq技術,篩選關鍵基因,深入了解其改善炎症與免疫調節的機制,並評估松葉萃取液對乾癬的影響,也將規劃動物毒理試驗,依衛福部指引執行長期評估,推動保健食品與植物新藥開發並確保開發與法規審查可行性。
 


計畫四:植物健康生技

葉錫東院士與統籌
四項重要研究計畫,保護高價蔬果健全生產,提升我國農業生技高端產業。

特色與重要性

本團隊開發一套新型智慧拉曼監測系統,應用於植物病蟲害檢測。系統整合高精度光譜技術與機器學習演算法,能快速準確識別植物組織中的病原體和蟲害特徵。通過即時光譜的分析,我們可以在早期階段精準診斷作物健康狀況,實現早期診斷與預警,並透過智慧化監測,為農業生產提供智能化預警方案。
 

特色與重要性

本子計畫聚焦於植物與與病毒、病原真菌間的交互作用,透過分析病原致病基因,探討豆類金黃嵌紋病毒與番茄斑萎病毒感染模式植物之致病機制,解析鏈格孢菌與番茄葉黴菌等真菌致病機制,並鑑定植物例如辣椒、水稻之抗/感病關鍵基因,利用噴灑誘導基因靜默進行病害之防治。同時將深入探討病原真菌的自噬作用,以了解其如何調控真菌的致病性。將有助於植物病害防治策略的改良與開發。
 

特色與重要性

本計畫利用病毒感染前後的植物細胞,篩選差異性表現基因,並透過基因靜默與短暫性表現檢測其是否參與病毒感染。本計畫將針對那些與病毒移動相關的基因深入研究。此計畫不僅解析病毒細胞內運輸模式,也有助於了解植物細胞內胞器間的物質運輸機制,具重要生理意義。
 

特色與重要性

本研究透過對病毒基因體的長期研究,利用遺傳工程方式消除病毒病原性,並建立多樣性之輕症病毒庫,再配合精確篩選平台獲得適合的病毒株發展為植物病毒輕症疫苗,進一步混合數種不同的輕症病毒,提供對多種病毒之廣泛性抗性。本研究提供防治木瓜、百香果、及洋香瓜重要病毒的單價或多價疫苗有效新策略。