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各校計畫成果

國立中興大學 玉山學者格魯伊森姆教授 成果報告

玉山學者 發布單位:國立中興大學 點閱次數:1340
核定年度:107年(2018)/研究成果年度:108年(2019) /學術領域:生命科學及農學/學者名稱:格魯伊森姆

活動簡介

 

 

世界衛生組織(WHO)估計有20億人患有缺鐵性貧血(https://www.who.int/nutrition/topics/ida/en/),是世界上最常的疾病。通常是由於飲食不當造成的,主要由廉價的澱粉類主食(例如大米、小麥和木薯)所組成,缺乏蔬菜、水果和動物產品。缺鐵性貧血也影響了工業化國家的許多婦女和兒童,使他們的健康常常受到傳染病的進一步損害。如世界衛生組織指出“鐵缺乏和貧血會降低個人和整個人口的工作能力,給國家帶來嚴重的經濟後果和障礙。受缺鐵性貧血影響最大的是最脆弱,最貧窮和受教育程度最低的人,而他們將通過減少缺鐵獲得最大收益。”許多減少鐵缺乏造成的健康負擔的措施均告失敗。科學界普遍達成共識,必須通過常規植物育種或代謝工程(也稱為生物強化)提高由窮人廣泛食用的主食製成的食品中礦物質和維生素的含量,以改善人類健康。

 

在瑞士蘇黎世聯邦理工學院的實驗室中,我們率先用鐵,鋅和β-胡蘿蔔素對水稻進行生物強化。此項研究由我的資深同事NavreetBhullar博士和博士生所共同進行的。全世界近一半的人口食用水稻,然而水稻的鐵和鋅含量非常低,精米中缺乏β-胡蘿蔔素,維生素A的重要前驅物。通過常規育種不可能在水稻中增加這些重要的微量元素,因為所有可用的水稻遺傳種質都沒有足夠的鐵,鋅和β-胡蘿蔔素,可以引入廣泛使用的水稻品種中。當今的生物技術方法大大縮短生產多種營養作物的時間。例如,我們成功利用單基因座改善水稻中鐵,鋅和β-胡蘿蔔素含量。在水稻基因組中插入鐵和鋅轉運,鐵的貯存(nicotianaminesynthase1,ferritin)和β-胡蘿蔔素生物合成(carotenedesaturase,phytoenesynthase)的基因,以增加胚乳中鐵,鋅和β胡蘿蔔素含量。這種新穎的方法令人鼓舞,並為高營養主糧作物品種的開發開啟新的視野,特別是在微量元素缺乏症普遍存在的國家。它例證了一種有效且可持續的方式來解決多種微量元素缺乏症,這種缺乏症經常發生在受影響的人群中。

臺灣政府設立的富有遠見的玉山計畫,為蘇黎世聯邦理工學院和國立中興大學的研究團隊提供了獨特而重要的機會,以測試我們新水稻品種的農藝性狀。並將其營養性狀導入孟加拉、菲律賓、印度尼西亞或尼日利亞等國家中食用水稻品種這些國家普遍存在貧血和鐵缺乏症,並且稻米為其主食。與國立中興大學合作,我們現在可以進行大型田間實驗。最近兩個期作已經產生了期待的結果,顯示改良微量元素的性狀在田間是穩定表現的。我們在臺灣和瑞士之間的研究合作夥伴關係也是寶貴的機會,可以在我們兩個美麗的國家之間建立更緊密的學術和文化聯繫。

 

 

相關附件

玉山(青年)學者執行績效報告-W.Gruissem