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畜產遺傳資源：臺灣畜產種原DNA庫

95/09/05 9129

賴永裕｜行政院農業委員會畜產試驗所

林德育｜行政院農業委員會畜產試驗所

物種滅絕的危機

根據2004年「世界自然保育聯盟」（IUCN）在泰國曼谷公布的瀕危物種紅皮書，顯示目前鳥類每8種就有1種、哺乳動物每4種就有1種，其未來的生存堪慮。總計有15,589種物種面臨絕種危機，包括三分之一的兩棲類以及近半數的淡水龜。因為這份報告是以全世界已知的1千9百萬種生物中，不到3％的種類做為評估基礎，所以前述數字還算是低估了瀕危物種的總數。與2003年瀕危物種紅皮書（12,259物種）相較，被列入瀕危的生物增加了3,330種。

英國的研究人員為了保護瀕臨絕種的動物，展開「冷凍方舟」（frozen ark）計畫，他們打算採集數千到1萬種瀕臨絕種生物的DNA樣本，凍存在攝氏零下80度的環境中，想辦法挽救瀕臨絕種的動物。有人認為這項計畫可以運用在生物複製科技上，讓牠們免於滅種的危機。科學家認為，未來30年，大約四分之一的已知哺乳類動物與十分之一的已知鳥類，可能因氣候迅速變遷與棲息地消失等原因而滅絕。部分科學家甚至把生物多樣性迅速消失的現象稱為「第6次大滅絕」。

DNA與基因庫

DNA庫泛指以DNA型式所建立的保存單位，目前包括DNA與基因庫。那麼DNA是什麼呢？DNA是一種遺傳物質，每一個生命體都含有一套遺傳訊息傳遞給後代，這套遺傳訊息由許多個遺傳單位（基因）組成。基因的組成是核醣核酸（RNA）或去氧核醣核酸（DNA）依照特定的次序排列而成，每一個個體的每一個細胞都有一套完全相同的基因。

所有細胞在分裂前會先複製一套DNA，經分裂後把遺傳訊息傳遞下去。在複製時，DNA雙螺旋鏈解開，由特定序列的核醣核酸做為起始的引子，這引子會結合到欲複製的DNA序列起始處，再由聚合瓷把DNA組成的單元分子（核啟酸）依對股（模板）的互補序列一個個地接上去，一個DNA分子就依這個程序複製出來。DNA聚合瓷連鎖反應技術就是應用這個原理，在實驗室反覆地進行DNA的複製來大量增殖某一特定DNA，供進一步分析研究。

畜禽DNA的種類可分為核內DNA與核外DNA。核內DNA又稱染色體DNA，一套來自父親，另一套來自母親。而核外DNA又稱胞器DNA（一般多指粒線體DNA），則完全來自母親。核內DNA可由血液、精液、肌肉、肝臟、乳樣、唾液、毛髮等所含的細胞萃取出來，而粒線體DNA主要可由肌肉、肝臟、血液等萃取出來。

基因庫建構依DNA來源不同，有cDNA 基因庫與染色體基因庫兩種方法。cDNA 基因庫是以帶有合成蛋白質完整信息的訊息RNA（mRNA），以反轉錄瓷逆向翻製成DNA分子，這種DNA稱為cDNA。把cDNA植入載體後，送入微生物宿主中，就得到cDNA庫。但須注意，這種基因庫只代表正在表現中的基因，並不包括所有的基因。cDNA可以表現出蛋白質，並可以它的專一性抗體進行篩選。

染色體基因庫則是以限制瓷把染色體DNA切成不同片段，把這些片段植入載體，再送入宿主後，回收這些宿主所建構的基因庫，這基因庫可能含有所有的基因，包括正在表現的與休眠中的基因。通常使用噬菌體為載體，以便容納較大的DNA片段。DNA庫的保存方式有超低溫冷凍保存（攝氏零下80度以下）與真空乾燥保存等方式，一般多採用超低溫冷凍保存方式進行畜產種原DNA的保存。

畜產種原DNA的保存

臺灣畜產種原動物經長期適應本土環境，具備了許多特性，如桃園豬的多產性與蘭嶼豬的耐粗性、黃牛的耐熱性、水牛的抗外寄生蟲特性、山羊的多胎性、土雞的藾抱性與優質肉特性、菜鴨的高產蛋性、鵝的耐粗性等，都是可供進一步改良外來品種經濟性能的重要遺傳資源。

目前國際上幾個著名的畜產動物研究中心，如英國洛斯琳（Roslin）研究所、法國國家農畜研究所（INRA）、日本農林水產省（MAFF）及美國農業部相關研究機構與大學，都已陸續建立畜禽種原基因庫。此外，商業生技公司也建立了豬、牛、羊與雞的基因庫，可供選購。

雖然基因庫是基因體研究的基礎，然而國內還沒有相關的機構有系統地進行各種畜產動物基因庫的建立。畜產試驗所已於2003～2005年建構6個豬隻（桃園豬、藍瑞斯與蘭嶼豬公母各1個）與4個雞隻（近親品系臺畜一號品系9與品系11公雞與母雞各1個）黏接質體基因庫，並建立4個豬與雞的細菌人工染色體基因庫。這些基因庫可用來從事臺灣畜產基因體學的研究。

此外，目前已進行包括豬、牛、水牛、山羊、綿羊、梅花鹿、水鹿、兔、雞、鴨、番鴨、鵝、黑天鵝等13種臺灣畜禽動物，物種的DNA冷凍保存。

臺灣畜產種原中心

臺灣畜產種原中心於2004年完成建構，座落在臺南新化。建築物主要包括生殖細胞冷凍保存庫、DNA冷凍保存庫與種原資訊庫等3部分，除提供種原的外表特徵、生理諸值、遺傳圖型、生長特性、繁殖能力、屠體性狀、生產性狀、適應性及經濟性狀外的其他特性等系統性資料外，並供應種原或生殖細胞供大量繁殖和基因交流。

種原基因是本土畜產重要資源之一，其保存、調查、規畫與開發利用是畜產研究的重要課題。本土畜產種原品種具有耐熱性、耐粗性、抗病性、早熟性、多產性和特殊風味性的特質，因此加強研究這些種原特性及其新用途，配合農業觀光的拓展，並設法融入現有的經濟生產體系，不僅可使我國成為亞熱帶畜產科技國，更能確保固有的珍貴基因資產。

當前人類最迫切的任務是儘速拯救可用的遺傳資源，為迅速膨脹的世界人口提供足夠的食物。畜產種原與作物種原一樣，是人類擁有少數真正的永續遺產之一。希望以人類的睿智，能有效率地保存和利用它。

資料來源

《科學發展》2006年9月，405期，6 ~ 11頁

科發月刊(5221)

畜產遺傳資源：臺灣畜產種原DNA庫

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