第六章 植物生物技術
前言 本章的重點是在探討植物的增殖(progagation)以及利用生物技術當工具操控植物的基因。轉殖植物是將新的DNA長期嵌入植物的DNA。被轉型(transform)的種子、組織或細胞可以再生成一完整的植株。轉殖植物可以被用來研究植物如何調控本身基因的轉錄與轉譯，所獲的知識常常會帶來新的應用。
植物組織培養與應用 植物組織培養 微體繁殖 組織培養的其它應用
植物組織培養 植物組織培養是一廣義的通稱，用來定義在試管內進行不同型式的植物培養。包括： １癒合組織培養 ２細胞培養 ３原生質體培養 ４胚培養 ５種子培養 ６器官培養
圖６－１
圖６－２
微體繁殖 微體繁殖有四個階段： 階段１：開始無菌培殖體培養～選取培殖體，消毒 後移至含有營養成份的培養基中。 階段２：開始發芽 階段１：開始無菌培殖體培養～選取培殖體，消毒 後移至含有營養成份的培養基中。 階段２：開始發芽 階段３：開始發根 階段４：在控制條件下，將植物轉移至滅菌處理的 土壤或其它介質。
表６－１
圖６－３
圖６－４
圖６－５
表６－２
組織培養的其它應用 原生質體融合 體細胞變異(somaclonal variation) 胚質貯藏(germplasm storage) 基因庫（gene banks）
圖６－６、７
基因工程改造植物 基改植物六種針對特性： 抗蟲、抗除草劑、抗病毒、延遲果實成熟、 改良油脂成分、花粉控制 植物基因轉殖與農桿菌 表現外源基因時所面臨的挑戰
圖６－８
圖６－９
植物基因工程的應用 作物改良（包括大豆、玉米等六種作物） 基因工程作物的六大特性（抗除草劑等） 基因工程食品（大豆、玉米、菜仔油、棉花、其他） 營養強化植物～黃金米：一個國際性的成就 分子農業（食用疫苗、生物性高聚體與植物）
抗除草劑(herbicide resistance) 抗草甘磷酸除草劑(glyphosate) 抗草胺磷除草劑 抗溴苯（月青）除草劑 磺醯尿素除草劑
圖６－１０
抗蟲性(insect resistance) 蘇力菌毒性蛋白是生物性殺蟲劑中很好的例子，它可以讓昆蟲幼蟲餓死而保全農作物。但由於植物與昆蟲共同演化，當昆蟲長期暴露於蛋白分解酵素抑制蛋白時，其抗性會逐漸提高，提高遭受昆蟲攻擊的可能性。
圖６－１１
圖６－１２
抗病毒(virus resistance) 基因工程提供一個比化學藥劑更好的途徑解決 病毒問題，相關研究著重於分離出抵抗病毒、 細菌、真菌性病害的基因。這種導致病毒無法 繁殖的機制，稱為外鞘蛋白～相依的病毒抗性 (coat protein-mediate viral resistance)
基因工程作物的六大特性 另外的三大特性： 改良油脂成分(altered oil content) 延遲果實成熟(delayed fruit ripening) 風味番茄的結果？ 花粉控制(pollen control)
基因工程食品 美國已核准數種基因改造作物： 大豆(soybean) 玉米(corn) 菜仔油(canola) 棉花(cotton) 其他作物：木瓜、南瓜、蕃茄、水稻、 甜菜、亞麻、紅心菊苣
營養強化植物～黃金米： 一個國際性的成就 世上超過三分之一的人口以稻米為主食，因此如何改善稻米的品質成為主要課題之一，尤其是天然水稻中，缺乏維他命Ａ，導致兒童永久失明和其他維他命Ａ缺乏疾病。新品種的「黃金米」，富含高量胡蘿蔔素，有助於營養問題的解決。
分子農業 藉由基因工程改良藥物、疫苗或是重要的化合物，未來，植物將可用來當成生命的生物反應器（如同微生物），整株植物或種子可以被採收下來並且萃取其產物，此種方式讓生產者不需在實驗室複雜的系統中合成產物。 食用疫苗(edible vaccines) 生物性高聚體與植物(biopolymers and plants)
圖６－１３
一個光明的未來 農業生物技術提供問題的解決方案。基因工程改良植物維持農耕一定的收益，並取代原本不良的耕作方法，以避免環境遭到破壞。營養強化植物可製造更豐富、更高產量的作物，對許多貧困且高度營養不良的地區將有很大的幫助。