雜糧及特用作物育種與生產技術改良
- 農業科技計畫 @ 農業部
計畫名稱雜糧及特用作物育種與生產技術改良的計畫主持人是林順福, 執行機關是台灣大學, 研究領域是農藝類, 研究性質是技術發展, 計畫編號是100農科-4.2.1-糧-Z2(Z), 研究目的是發展農林漁牧（不含食品加工與包裝）, 中央款是2432000, 配合款是0, 計畫總經費是2432000, 執行成果摘要是「雜糧及特用作物育種與生產技術改良」之中文摘要：一、「月桃屬植物之種原評估與開發應用(III)」 臺灣產月桃屬植物(Alpinia)根據臺灣維管束植物誌(2003)記載，約有14種，分布在全島亞熱帶低海拔地區。郭育妏等(2008)又發現一新種，命名為南投月桃，氏等(2009)又認為臺灣產月....
| 計畫年度 | 100 |
| 計畫類別 | 科技 |
| 計畫名稱 | 雜糧及特用作物育種與生產技術改良 |
| 計畫編號 | 100農科-4.2.1-糧-Z2(Z) |
| 計畫屬性 | 科學技術類 |
| 研究性質 | 技術發展 |
| 研究方法 | 委託研究 |
| 研究領域 | 農藝類 |
| 研究目的 | 發展農林漁牧（不含食品加工與包裝） |
| 主管機關 | 農委會農糧署 |
| 執行機關 | 台灣大學 |
| 計畫主持人 | 林順福 |
| 中央款 | 2432000 |
| 配合款 | 0 |
| 計畫總經費 | 2432000 |
| 執行成果摘要 | 「雜糧及特用作物育種與生產技術改良」之中文摘要：一、「月桃屬植物之種原評估與開發應用(III)」 臺灣產月桃屬植物(Alpinia)根據臺灣維管束植物誌(2003)記載，約有14種，分布在全島亞熱帶低海拔地區。郭育妏等(2008)又發現一新種，命名為南投月桃，氏等(2009)又認為臺灣產月桃屬植物共有18個物種與變種。本研究已於98年度蒐集其中14個物種，盆栽於中興大學農藝系北溝農場，供為鑑定標本。99年度已尋找到A. flabellata (呂宋月桃)、A. tonrokuensis (屯鹿月桃)、A. kawakamii (川上氏月桃)及A. nantoensis (南投月桃)等4個物種之植株，因無法取得足量果實或成熟種子，已將地點定位，下年度開花結果期再行蒐集。另外，本年度分別於臺北陽明山、南投清境農場、日月潭、恆春及臺東知本等地區蒐集普來氏月桃、島田氏月桃、月桃及山月桃等4個在台灣分較廣物種之地方族群，每族群各有20-25個樣本，目前正發芽育苗中。 ＜? 本試驗調查去年收集、繁殖之14個物種中生長情況較旺盛的七個物種植株葉片與葉鞘之總酚、類黃酮及酚酸與芸香苷成分之含量與DPPH清除自由基能力。本試驗結果中，不同種月桃葉片與葉鞘之各種成分含量在種間皆有顯著差異。葉片以普萊氏、島田氏、角板山月桃含量較高，葉鞘以小月桃、屈尺月桃、角板山月桃含量較高，各種月桃之DPPH清除自由基能力都在60%以上，其中以日本月桃清除能力最佳。二、「洋甘菊生長條件之原料品質評估及產品開發技術之研究(一)洋甘菊在不同灌溉水量與不同植株高度之機能成分研究」 植株經由採摘及缺水環境處理皆屬逆境栽培，植株在逆境中將增加代謝物以抵抗惡劣環境。在不影響產量及機能成分下，何時進行摘芽作業已達節水效果為本試驗探討目標。本事驗以羅馬洋甘菊為試驗材料，栽植在不同土壤水勢下，探討不同植株高度進行頂芽摘除後之組成分變化，作為洋甘菊栽培及開發產品利用之參考。植株在田間生長三個月較生長一個月有較大之鮮重、莖長、葉長、分枝數、葉綠素含量、類黃酮含量、herniar含量及還原力。在缺水逆境(-0.06MPa)植株生長三個月時，表現較多類胡蘿蔔素含量、類黃酮含量及葉綠素含量；比較不同之採摘高度之表現，採摘高度10公分有較佳之鮮重、分枝數、分枝芽數、葉綠素含量、類胡蘿蔔素含量；採摘高度20公分有較佳之莖長、總酚含量、herniar含量。在缺水逆境(-0.06MPa)植株之類黃酮含量、umbelliferone、ABTS 能力以採摘者較優。對照組植株生長三個月時，採摘高度20公分有較佳之莖長、分枝數、分枝芽數、類黃酮含量、葉綠素含量；且umbelliferone含量、herniar含量、 bergapten含量亦以採摘者較優。三、「特色茶區茶葉品種之DNA指紋鑑定—碧螺春綠茶常用及易混淆茶葉品種之DNA指紋鑑定」 碧螺春綠茶係以台灣特有茶樹地方品種青心柑仔所製作之頂級綠茶，為了確保台灣各特色茶區高品質茶葉之發展，本計畫進行新北市三峽地區製造綠茶之青心柑仔品種及其他品種進行取樣，希望能辨識及選拔青心柑仔品種之變異種，供進一步研究及利用，並且建立茶園品種之基本資料。本研究在茶業改良場取得青心柑仔、黃柑及柑仔(黃)等三個品種種原，及由文山分場取得青心柑仔和紅心柑仔品種種原，已完成DNA條碼之建立，可做為對照樣品。完成碧螺春比賽茶及市售茶樣品之DNA條碼分析，其DNA序列均予青心柑仔品種相同。分析中國大陸進口之碧螺春樣品之DNA條碼分析，其結果與青心烏龍品種一致。茶園可疑樣品之DNA條碼分析結果顯示，尖葉種與青心柑仔品種之DNA序列一致，經ISSR DNA指紋分析結果亦相同，另一懷疑為紅心柑仔品種，經DNA條碼比對結果與現有品種不符合，而懷疑為台茶16號品種樣品，經DNA序列比對結果與台茶14號品種一致。＜?四、「高品質胡麻生產技術之建立(II)」 本研究之目的在探討提高胡麻種子內sesamin及sesamolin之栽培方法，並育成一高產且富含sesamin及sesamolin之胡麻品種，以供農民栽植，並因而增加農民收益。本年度預定探討不同施肥量及株距對胡麻產量、sesamin及sesamolin之影響，並將上一年所選出之胡麻品系兩個以及台南一號種於田間，待其開花時進行雜交。秋作時將春作雜交所得之F1種於田間，成熟時各雜交組合分別收穫，供下年度F2及F3世代栽培之用。不同施肥量及株距的試驗種植於西港地區，春作部份在二月中旬播種，生長狀況良好，目前已經採收完畢且農藝性狀及sesamin,sesamolin含量分析都已完成。秋作在九月上旬播種，目前已經採收完畢正在進行農藝性狀調查及sesamin,sesamolin含量分析工作中。具高sesamin及sesamolin含量胡麻品系與台南一號之雜交的試驗種植於嘉義大學蘭潭校區，各種雜交組合(e-21 x 台南一號、台南一號 x e-21及台南一號 x e-26)皆已完成，於9月上旬播種已經於12月中旬採收，F2將於明年春作播種。五、「烤藷用CYY95-26甘藷之機能性成份及食用品質研究」 成功分析CYY95-26甘藷的機能性成份，並對CYY95-26烤藷的食用品質作系統研究。甘藷醣份分析結果顯示甘藷中的maltose含量，會因烘烤而上升，導致烤藷中的總醣含量上升，經過烤藷處理，maltose變成烤藷中主要的醣份，maltose約估佔總醣含量的70%，sucrose含量下降但fructose和glucose基本上沒有什麼變化，當升高烤藷溫度時，澱粉顆粒開始膠化，根據maltose含量及總色差變化，建立RSM廻歸models，建議的烤藷溫度為190到206°C，烤藷的時間為27.9到34.6 min之間。品評測試的結果，CYY95-26烤藷的接受度優於其他品種，甜度(Sweetness)和含水量(moisture)是決定烤甘藷整體接受度(overall acceptability)最重要的因子。使用acetone作為萃取溶劑，成功從CYY95-26甘藷中萃取β-carotene，萃取溫度為室溫(25℃)，acetone的濃度建議高於75%；acetone的萃取效果也優於ethanol及methanol，會影響萃取效果的因素包括萃取時間與acetone濃度兩個變數，根據反應曲面(RSM)的實驗設計法，acetone濃度對萃取液的吸光值有顯著的影響，而廻歸model所建議的最適化萃取條件為20.6 min萃取與使用95.8% acetone。和單次萃取相比，多次萃取可以提高β＆shy;＆shy;-carotene的萃取量，雖然多次萃取可以將萃取率提升到80%以上，但萃取次數的選擇必須搭配經濟效益分析而決定。CYY95-26甘藷含有β＆shy;＆shy;-carotene及其他的carotene類似物，但以all-trans β＆shy;＆shy;-carotene為最多。若加入4 min超音波處理，可以提高β＆shy;＆shy;-carotene的萃取效果。CYY95-26甘藷acetone萃取物的EC50值為0.39 mg/ml，每克CYY95-26甘藷acetone萃取物中總酚含量相當於 62.9 ± 4.6 mg之gallic acid。經與文獻中其他品種甘藷的EC50值比較，CYY95-26甘藷清除DPPH自由基的效果較佳，其抗氧化能力也較好。六、「洛神葵新品系果萼產量及種子活性成分評估」 以果萼產量及種子活性成分(花青素、原花青素及皂苷) 做指標，了解”洛神葵光期性不敏感新品種及果萼花青素含量高新品種等二新品種”基因與環境間關係，找出最適栽培時間。 七、「以超臨界二氧化碳萃取與分離芝麻中機能性成分之開發」 本計畫為科技保密計畫，故不引入相關資訊，請另參照細部計畫期末報告紙本。八、「高機能性成分薏苡育種計畫」 本計畫以半同胞輪迴選種對薏苡台中選育四號進行主要農藝性狀與有效萃取物含量的增進與優化。為符合育種程序，於第一年的一期作產生以台中選育四號為基礎族群之半同胞家系約250個，其中192個家系係以方格選種 (Grid Selection) 選出，作為下年度一期作進入輪迴選種時評估季所進行評估的參試品系。此外，進入薏苡育種計畫前需事先進行主要農藝性狀與有效成分含量的遺傳分析，因此額外於基礎族群中隨機選出50個半同胞家系，於本年度二期作進行具有2重複的完全隨機區集進行試驗，且針對必要之生育性狀進行調查，分行採收後調查產量並進行有效萃取物含量分析。合併主要農藝性狀與有效萃取物分析結果後，估算各個相關性狀之遺傳率，期望能對於後續薏苡植物化學成分含量的育種工作提供更精確的育種方向。經過遺傳分析後，便針對有效萃取物含量與主要農藝性狀進行兩次的輪迴選種，期望能選育出農藝性狀表現良好的薏苡品系，且提昇有效萃取物之含量，促使台中選育四號作為薏苡保健食品之商品在國際上更具有獨特性與競爭力。 |
計畫年度100 |
計畫類別科技 |
計畫名稱雜糧及特用作物育種與生產技術改良 |
計畫編號100農科-4.2.1-糧-Z2(Z) |
計畫屬性科學技術類 |
研究性質技術發展 |
研究方法委託研究 |
研究領域農藝類 |
研究目的發展農林漁牧（不含食品加工與包裝） |
主管機關農委會農糧署 |
執行機關台灣大學 |
計畫主持人林順福 |
中央款2432000 |
配合款0 |
計畫總經費2432000 |
執行成果摘要「雜糧及特用作物育種與生產技術改良」之中文摘要：一、「月桃屬植物之種原評估與開發應用(III)」 臺灣產月桃屬植物(Alpinia)根據臺灣維管束植物誌(2003)記載，約有14種，分布在全島亞熱帶低海拔地區。郭育妏等(2008)又發現一新種，命名為南投月桃，氏等(2009)又認為臺灣產月桃屬植物共有18個物種與變種。本研究已於98年度蒐集其中14個物種，盆栽於中興大學農藝系北溝農場，供為鑑定標本。99年度已尋找到A. flabellata (呂宋月桃)、A. tonrokuensis (屯鹿月桃)、A. kawakamii (川上氏月桃)及A. nantoensis (南投月桃)等4個物種之植株，因無法取得足量果實或成熟種子，已將地點定位，下年度開花結果期再行蒐集。另外，本年度分別於臺北陽明山、南投清境農場、日月潭、恆春及臺東知本等地區蒐集普來氏月桃、島田氏月桃、月桃及山月桃等4個在台灣分較廣物種之地方族群，每族群各有20-25個樣本，目前正發芽育苗中。 ＜? 本試驗調查去年收集、繁殖之14個物種中生長情況較旺盛的七個物種植株葉片與葉鞘之總酚、類黃酮及酚酸與芸香苷成分之含量與DPPH清除自由基能力。本試驗結果中，不同種月桃葉片與葉鞘之各種成分含量在種間皆有顯著差異。葉片以普萊氏、島田氏、角板山月桃含量較高，葉鞘以小月桃、屈尺月桃、角板山月桃含量較高，各種月桃之DPPH清除自由基能力都在60%以上，其中以日本月桃清除能力最佳。二、「洋甘菊生長條件之原料品質評估及產品開發技術之研究(一)洋甘菊在不同灌溉水量與不同植株高度之機能成分研究」 植株經由採摘及缺水環境處理皆屬逆境栽培，植株在逆境中將增加代謝物以抵抗惡劣環境。在不影響產量及機能成分下，何時進行摘芽作業已達節水效果為本試驗探討目標。本事驗以羅馬洋甘菊為試驗材料，栽植在不同土壤水勢下，探討不同植株高度進行頂芽摘除後之組成分變化，作為洋甘菊栽培及開發產品利用之參考。植株在田間生長三個月較生長一個月有較大之鮮重、莖長、葉長、分枝數、葉綠素含量、類黃酮含量、herniar含量及還原力。在缺水逆境(-0.06MPa)植株生長三個月時，表現較多類胡蘿蔔素含量、類黃酮含量及葉綠素含量；比較不同之採摘高度之表現，採摘高度10公分有較佳之鮮重、分枝數、分枝芽數、葉綠素含量、類胡蘿蔔素含量；採摘高度20公分有較佳之莖長、總酚含量、herniar含量。在缺水逆境(-0.06MPa)植株之類黃酮含量、umbelliferone、ABTS 能力以採摘者較優。對照組植株生長三個月時，採摘高度20公分有較佳之莖長、分枝數、分枝芽數、類黃酮含量、葉綠素含量；且umbelliferone含量、herniar含量、 bergapten含量亦以採摘者較優。三、「特色茶區茶葉品種之DNA指紋鑑定—碧螺春綠茶常用及易混淆茶葉品種之DNA指紋鑑定」 碧螺春綠茶係以台灣特有茶樹地方品種青心柑仔所製作之頂級綠茶，為了確保台灣各特色茶區高品質茶葉之發展，本計畫進行新北市三峽地區製造綠茶之青心柑仔品種及其他品種進行取樣，希望能辨識及選拔青心柑仔品種之變異種，供進一步研究及利用，並且建立茶園品種之基本資料。本研究在茶業改良場取得青心柑仔、黃柑及柑仔(黃)等三個品種種原，及由文山分場取得青心柑仔和紅心柑仔品種種原，已完成DNA條碼之建立，可做為對照樣品。完成碧螺春比賽茶及市售茶樣品之DNA條碼分析，其DNA序列均予青心柑仔品種相同。分析中國大陸進口之碧螺春樣品之DNA條碼分析，其結果與青心烏龍品種一致。茶園可疑樣品之DNA條碼分析結果顯示，尖葉種與青心柑仔品種之DNA序列一致，經ISSR DNA指紋分析結果亦相同，另一懷疑為紅心柑仔品種，經DNA條碼比對結果與現有品種不符合，而懷疑為台茶16號品種樣品，經DNA序列比對結果與台茶14號品種一致。＜?四、「高品質胡麻生產技術之建立(II)」 本研究之目的在探討提高胡麻種子內sesamin及sesamolin之栽培方法，並育成一高產且富含sesamin及sesamolin之胡麻品種，以供農民栽植，並因而增加農民收益。本年度預定探討不同施肥量及株距對胡麻產量、sesamin及sesamolin之影響，並將上一年所選出之胡麻品系兩個以及台南一號種於田間，待其開花時進行雜交。秋作時將春作雜交所得之F1種於田間，成熟時各雜交組合分別收穫，供下年度F2及F3世代栽培之用。不同施肥量及株距的試驗種植於西港地區，春作部份在二月中旬播種，生長狀況良好，目前已經採收完畢且農藝性狀及sesamin,sesamolin含量分析都已完成。秋作在九月上旬播種，目前已經採收完畢正在進行農藝性狀調查及sesamin,sesamolin含量分析工作中。具高sesamin及sesamolin含量胡麻品系與台南一號之雜交的試驗種植於嘉義大學蘭潭校區，各種雜交組合(e-21 x 台南一號、台南一號 x e-21及台南一號 x e-26)皆已完成，於9月上旬播種已經於12月中旬採收，F2將於明年春作播種。五、「烤藷用CYY95-26甘藷之機能性成份及食用品質研究」 成功分析CYY95-26甘藷的機能性成份，並對CYY95-26烤藷的食用品質作系統研究。甘藷醣份分析結果顯示甘藷中的maltose含量，會因烘烤而上升，導致烤藷中的總醣含量上升，經過烤藷處理，maltose變成烤藷中主要的醣份，maltose約估佔總醣含量的70%，sucrose含量下降但fructose和glucose基本上沒有什麼變化，當升高烤藷溫度時，澱粉顆粒開始膠化，根據maltose含量及總色差變化，建立RSM廻歸models，建議的烤藷溫度為190到206°C，烤藷的時間為27.9到34.6 min之間。品評測試的結果，CYY95-26烤藷的接受度優於其他品種，甜度(Sweetness)和含水量(moisture)是決定烤甘藷整體接受度(overall acceptability)最重要的因子。使用acetone作為萃取溶劑，成功從CYY95-26甘藷中萃取β-carotene，萃取溫度為室溫(25℃)，acetone的濃度建議高於75%；acetone的萃取效果也優於ethanol及methanol，會影響萃取效果的因素包括萃取時間與acetone濃度兩個變數，根據反應曲面(RSM)的實驗設計法，acetone濃度對萃取液的吸光值有顯著的影響，而廻歸model所建議的最適化萃取條件為20.6 min萃取與使用95.8% acetone。和單次萃取相比，多次萃取可以提高β＆shy;＆shy;-carotene的萃取量，雖然多次萃取可以將萃取率提升到80%以上，但萃取次數的選擇必須搭配經濟效益分析而決定。CYY95-26甘藷含有β＆shy;＆shy;-carotene及其他的carotene類似物，但以all-trans β＆shy;＆shy;-carotene為最多。若加入4 min超音波處理，可以提高β＆shy;＆shy;-carotene的萃取效果。CYY95-26甘藷acetone萃取物的EC50值為0.39 mg/ml，每克CYY95-26甘藷acetone萃取物中總酚含量相當於 62.9 ± 4.6 mg之gallic acid。經與文獻中其他品種甘藷的EC50值比較，CYY95-26甘藷清除DPPH自由基的效果較佳，其抗氧化能力也較好。六、「洛神葵新品系果萼產量及種子活性成分評估」 以果萼產量及種子活性成分(花青素、原花青素及皂苷) 做指標，了解”洛神葵光期性不敏感新品種及果萼花青素含量高新品種等二新品種”基因與環境間關係，找出最適栽培時間。 七、「以超臨界二氧化碳萃取與分離芝麻中機能性成分之開發」 本計畫為科技保密計畫，故不引入相關資訊，請另參照細部計畫期末報告紙本。八、「高機能性成分薏苡育種計畫」 本計畫以半同胞輪迴選種對薏苡台中選育四號進行主要農藝性狀與有效萃取物含量的增進與優化。為符合育種程序，於第一年的一期作產生以台中選育四號為基礎族群之半同胞家系約250個，其中192個家系係以方格選種 (Grid Selection) 選出，作為下年度一期作進入輪迴選種時評估季所進行評估的參試品系。此外，進入薏苡育種計畫前需事先進行主要農藝性狀與有效成分含量的遺傳分析，因此額外於基礎族群中隨機選出50個半同胞家系，於本年度二期作進行具有2重複的完全隨機區集進行試驗，且針對必要之生育性狀進行調查，分行採收後調查產量並進行有效萃取物含量分析。合併主要農藝性狀與有效萃取物分析結果後，估算各個相關性狀之遺傳率，期望能對於後續薏苡植物化學成分含量的育種工作提供更精確的育種方向。經過遺傳分析後，便針對有效萃取物含量與主要農藝性狀進行兩次的輪迴選種，期望能選育出農藝性狀表現良好的薏苡品系，且提昇有效萃取物之含量，促使台中選育四號作為薏苡保健食品之商品在國際上更具有獨特性與競爭力。 |