石斑養殖科技
100/06/02
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楊惠郎｜
成功大學生物科技研究所
林翰佑｜
成功大學生物科技研究所
林青丘｜
成功大學生物科技研究所
最近石斑魚在兩岸經濟合作協議（ECFA）上被列入早收清單，政府也期許臺灣成為石斑魚王國，並躍升為全球最大出口地。惟《自由時報》曾報導：「石斑魚大王警語：病毒不解決，臺灣恐成石斑魚『亡』國。」這說法起源於有養殖業者表示石斑魚病毒問題嚴重，今年魚苗已減產3成，若政府再不重視與解決，臺灣石斑魚真的會「亡」國。
《自由時報》又說：「石斑魚一直受到虹彩病毒及腦神經壞死病毒困擾，養殖戶又使用抽取、排放與水源相同的單一水道，很容易交互感染。如果沒有魚苗，怎麼養魚？怎麼出口？不積極預防，中國大陸市場將『看得到、吃不到』，石斑魚王國終究只是個口號。」
農改研究團隊專家也提出，民國70年代臺灣曾是「草蝦王國」，但因為病毒肆虐，讓草蝦養殖業沒落。之後的斑節蝦、九孔，也陷入相同的失敗模式。臺灣水產養殖的發展始終落入追求明星物種的迷思，把落跑當轉進，遇到問題不解決，轉而養殖新物種，這就是現今臺灣水產養殖政策最大的盲點。
失敗的歷史一再重演
1987年，臺灣草蝦年產量8萬公噸，號稱是草蝦王國。惟短短不到3年，草蝦感染了白點病病毒而全面崩盤，草蝦產業榮景遂一去不復返。接棒的斑節蝦、白蝦也出現類似的情形。
臺灣也曾是占有國際80％石斑魚苗市場的國際魚苗供應中心，惟近年來受腦神經壞死病病毒（Nervous Necrosis Virus, NNV）感染，魚苗育成的成功率不到10％。在海鱺及石斑成魚育成上，由魚苗至成魚死亡率也高達60～80％。最近，甚至九孔養殖產業也受到不明病害感染，重蹈覆轍。
病害一再打擊養殖戶的希望，這種養殖產業模式若不深入研發全盤解決之道，未來臺灣努力建造的水產養殖產業一蹶不振的歷史必會重演。
深究疾病造成產業崩解的原因，無非是養殖戶缺乏安全生產的觀念。國際水產養殖產業已逐漸走向質與量兼顧的生產潮流，現代養殖產業應以安全生產為法則。也就是養殖戶要做到隔離式安全養殖，使魚免除疾病與減少用藥，以生產消費者可安心食用的安全魚貨。安全生產需要利用科技、預防疾病、監控環境，並以精緻管理發展對環境友善的生產方式，來生產具生產履歷的優質產品，構建永續經營的產業。
亞太地區暖水魚種的養殖尚停留在傳統的小規模營運，又素喜密集養殖。水中魚多、排泄物多，環境中細菌就多，況且魚隻又密集，可想見一定會造成魚隻緊迫，導致抗病力降低，隨之造成嚴重病情及高死亡率。而養殖戶為治療疾病，必須使用抗生素，導致養殖環境中「抗藥性細菌」（超級細菌）的發生；若可用的抗生素逐漸失效，就不得不加重劑量，造成抗生素殘留在魚貨中。抗藥性細菌的積存，更造成養殖環境的破壞等不良後果。
因密集養殖到疾病出現，導致環境惡化及魚貨品質下降，最後產業失敗，這條環環相扣的因果循環鏈，就是傳統式養殖產業式微的原因。
石斑魚
石斑魚是棲息於珊瑚礁的底棲魚類，過度捕撈已使多種石斑瀕臨絕種，如赤點石斑魚及鞍帶石斑魚（龍膽石斑）都已列入「瀕危」或「易危」品種。亡羊補牢之計，應以養殖取代捕撈。
臺灣石斑魚總產值在2009年曾達40億元，是世界第二大石斑魚養殖國。其中95％出口，只有5％供應國內市場。農委會也把石斑魚產值倍增計畫列入「精緻農業方案」，希望在2014年能達成目標。最近石斑也在ECFA上列入早收清單之中，政府期許臺灣成為石斑魚王國，甚至躍升為全球最大出口地，使養殖戶頗為鼓舞。因此不論是經濟上、食用上或生態維護上，石斑都應是當今我國最值得期待的魚種之一。
魚苗養殖現況及發展瓶頸
魚類與哺乳動物不同，因為其自受精卵到魚苗（胚胎）階段都是在水中（體外）發育，因此無母體支持的魚胚胎的營養就得由水中環境攝取。此外，無母體保護的魚苗會受到外來病毒或病菌的感染。人工育苗養殖的關鍵技術，就是營養的供應、病原的防治，以及育苗環境的控制。解決魚苗生產問題的策略，就是研發初期餌料、魚苗疾病防治技術，以及改善產品與育苗環境的方法。
目前石斑魚苗有3種育成方式。第一種是室外式的育苗場，第二種是半室內式育苗場，第三種則是完全隔離外界感染途徑，而能自行生產無汙染初期餌料的室內式育苗場。
投入石斑生技的研究
成功大學地處南臺灣，接近石斑養殖區，為協助水產養殖產業，自2001年組成了水產生技醫藥研發團隊，目標是開發安全無病毒的魚苗生產科技。團隊含研究生已有四十多位研發人員，專長涵蓋魚病、疫苗研發及測試、魚免疫學、魚與病毒交互作用機制、魚類胚胎營養及藻源醫藥成分、養殖緊迫分子機制等。
關於實驗設施，在校方的支持下，在成功校區設有與水產相關的分子生物、病理、微生物、免疫、病毒實驗室；在安南校區則有發酵槽可供生產疫苗及免疫促進劑，並建構疫苗測試實驗設施。其中最特殊的是，擁有國際首座的室內式無病毒石斑魚苗孵化育成場。
疾病及預防
石斑魚苗的病害問題因素極為複雜，並非研發單一疫苗產品就可解決，而須從魚苗期至成魚育成期各階段病毒、細菌等疾病的控制、飼料營養、環境維持等方面做全盤的考慮。
流行病學的調查及病原庫的蒐集 魚類在不同成長階段會有不同的疾病，對石斑而言，最嚴重的是魚苗繁養殖階段的NNV病毒，至於成魚育成階段，則是細菌性及寄生蟲疾病。
NNV是一種結構非常簡單的RNA病毒，只感染魚類，尤其在魚苗階段最為致命，稚魚一旦感染，致死率常達100％。更棘手的是，臺灣最普遍的青斑及龍膽石斑在孵化後14至50天就見感染病例，而龍膽石斑在50天後的稚魚至成魚階段，也有病毒感染案例。NNV是國際高價魚種養殖時最嚴重的疾病之一，它為何只感染魚苗也是很有趣的問題。
由於一般石斑養殖戶缺乏疾病控制的觀念，一旦育苗時遭病毒感染，就會把未經處理的池水直接排放，這舉動無意中散布了病毒並汙染了環境。成功大學團隊以RT-PCR檢測方法調查臺灣石斑生產區NNV病毒流行狀況，發現養殖的環境已完全被病毒汙染。例如，檢測種魚中100％都帶病原，另在多批不同來源的受精卵中，也發現近90％帶有病毒。更嚴重的是，來自石斑養殖池中的橈腳類及浮游生物也大多帶有病毒。因此臺灣石斑養殖區可說已是遍地病毒，當然育苗場也無一倖免。
魚用口服疫苗的研發 雖然注射型疫苗已在人類及陸地養畜禽動物中大量使用，也成功地控制了疾病，但在魚類中只有冷水魚種的鮭、鱒類使用過，暖水養殖魚種則尚無疫苗可用。因NNV病情通常發生於不到0.5公分的稚魚階段，當然不可能為牠注射，因此口服疫苗應是唯一的選擇。而口服疫苗必須克服下列瓶頸：魚不吃或吃不夠足量的疫苗；疫苗中抗原被腸胃消化系統破壞；因魚苗尚在胚胎發育期，是否有持續免疫反應能力仍需確認；若疫苗成分不佳，會造成畸型魚苗。
成功大學團隊藉由大魚吃小魚、小魚吃蝦米（豐年蝦）、蝦米吃單細胞生物的天然食物鏈，開發了以含NNV抗原蛋白的死菌直接餵食豐年蝦，再以豐年蝦餵食稚魚的技術。這個疫苗不但在實驗室攻毒試驗中證明可預防病毒感染，在現場田間實作上也證實防治有效，成功率高達100％，相較於坊間育苗場所用疫苗成功率不到10％者高出甚多。
這種魚用疫苗的平臺技術除可供開發多種口服疫苗外，尚有可迅速並同時使整池稚魚免疫，以及疫苗成分全是營養物等使用方便、安全、無殘留、無副作用的優點。
構建無病毒的石斑魚苗生產系統 研究團隊曾在一魚苗場多次實驗口服疫苗，並使用無病毒的初期餌料，發現在完全隔離式魚苗場可成功預防NNV病毒的疫苗，卻不能在現有育苗場發揮效能。這現象顯示，建構一個完全隔離外界病毒的魚苗場確有其必要。
在分析目前坊間的土池及半室內式魚苗場失敗的經驗，並了解病毒的感染途徑後，研究團隊設計了一座完全隔離式的石斑育苗場。以這乾淨、無病毒的設施，研究人員耗費近6年時間，分析石斑魚苗發育的生理、化學、營養各項條件，並建立了一套石斑魚苗生產標準流程。在完善嚴格的管理下，4年來已連續多次成功生產每批可達萬尾的先導生產規模，證明即使在已有病毒的環境中，若能使用完全隔離式的室內石斑魚苗場，仍然可以成功地生產健康的石斑魚苗。
減少魚苗畸形率 解決了石斑魚苗產量及成功率後，研究人員也開始探討坊間常見的畸形魚苗問題。魚苗（胚胎）在水中發育，因此胚胎的營養需求就得由浮游生物如海藻、輪蟲、橈腳類等生物中攝取。這些水中生物種類及品質常因天然因素的變化而參差不齊，這營養不均的問題就是畸形魚苗的主要成因。研究團隊嘗試篩選藻株、調配適合各魚種的初期餌料營養成分，目前已能使青斑的畸形率大幅降低。
魚類疫苗推廣策略
在成功預防魚苗病毒後，考慮到養殖戶對疫苗使用的陌生，會導致疫苗推廣困難。因此研究團隊設計了一套推廣策略，也就是在魚苗交付養殖戶前，預先以在成魚育成期會遭遇到的多種細菌的疫苗處理。這預先防疫（pre-immunized special pathogen resistant, PI-SPR）的石斑魚苗，具高抗病力，因而有較高的存活率。此外，PI-SPR魚苗也具使用方便、減少疾病、減少抗生素使用、提高飼養存活率、增加養殖利潤、不易被模仿、維護養殖環境等眾多優點。
由團隊的組合，流行病情的研究，創新技術及預防醫藥產品的開發，構築無病毒魚苗生產系統，分析育苗的環境條件，解決畸型魚苗，再整合成量產的標準作業流程，並配合推廣實務，規劃PI-SPR高抗病力魚苗的產品設計，這整個「知識經濟」的系統已證明可成功複製生產高抗病力的魚苗。
未來更希望能藉由技術轉移，迅速量產PI-SPR的高抗病力石斑魚苗，供應石斑養殖戶使用，以協助臺灣傳統石斑養殖產業的科技化、精緻化。也希望藉由這種模式，保持臺灣在國際暖水魚種養殖科技的領先地位。
