越光米(Koshihikari)就是日本1956年代育成的稻米品種‘農林100號’，其原產地福井縣與新潟縣在古代稱為越州，因此以「越州之光」的意涵取其商品名。歷今56年，咸信日本至今還沒有其他稻米品種的口感趕得上「越光」。
我國約40年前就引入越光米來栽培。雖然透過栽培技術的改進，可以成功地種植。但是由於其生育期太短，移植後不到50天就抽穗，抽穗的狀況也不太一致，產量低落，因此農民種植的意願較低。
台南區農業改良場嘉義分場在羅正宗分場長的主持之下，由陳榮坤助理研究員進行越光米的品種改良工作，希望能育出具有越光米優良米質特點，又能適應本地氣候、生育期較長、產量較高的新品種。由於‘台農67號’為中晚熟品種，生育特性強桿而不易倒伏，產量高而且穩定，對抗病蟲害能力強，適應性又廣，因此選為提供較長生育期的基因。育種的方法採用傳統回交育種，‘台農67號’為貢獻親，而‘農林100號’越光品種則作為輪迴親。兩者交配，其後代選出具有與‘台農67號’相同的長生育期基因者，回頭再與越光品種交配；其後代同樣選具有長生育期基因者再與越光品種交配。如此一來，後代的表現越來越接近日本的‘農林100號’品種，但還是有較長的生育期以及較高的產量(圖1)。
圖1，台灣版越光米的育成：中間稻穀已近成熟者是‘農林
100號’越光
品種；其兩旁為‘台農67號’與越光品種的回交後代，生育期明顯
較長。
傳統的回交，將某特性「轉移」到另一品種（輪迴親），需要進行3到4次的回交，才能維持此品種高度遺傳背景，費時相當久。採用基因改造的方式把長生長期的基因「轉殖」到另一品種又有諸多的缺點：首先，基因轉殖的技術難以精確控制，需要花大錢進行遺傳工程的試驗，獲得相當多數量的基改個體數種到田間，還得歷經好幾年的田間觀察，才有希望篩選出堪用的轉殖植株，因此育種的年代並未能縮短。其次即使選出來可用的轉殖項，還要經過多年的環境風險以及人體健康風險的評估試驗，不但增加實際育種年限，更需要額外付出龐大經費。再者，基改作物即使通過政府的審核，但是對環境與人體的影響仍然不可忽視，因此消費者不太能夠接受基改食品。
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但是傳統回交育種方法無法精準選拔優良個體，田間工作相當繁複。為了加速回交後代的選拔效率，縮短傳統回交品種的育種年限，因此台南場嘉義分場與台灣大學農藝學系的林彥蓉助理教授合作，由陳榮坤助理研究員進行雜交與田間取樣工作，將幼苗葉片樣品送到林教授實驗室進行長生育期基因的篩選工作，用來取代取代田間冗長費工的選拔，選出食味品質、米粒外觀(圖2)與產量可媲美或優於越光之品系，經命名為‘台南16號’品種(圖3)。此新品種除了少數幾個基因來自‘台農67號’之外，幾乎與越光米沒有差別，可望大面積推廣於一、二期作栽種。這樣的育種技術稱為「分子輔助選種」。‘台南16號’可說是我國第一個用分子輔助選種育成的水稻品種。
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圖2，新品種‘台南16號’的白米外觀晶瑩剔透(右)，媲美越光(左)的優良品質。
圖3，水稻新品種‘台南16號’。 |
同樣的致力於越光米的本地化，台南場也與台大農藝系的林順福助理教授合作，採取另一條路。在數年前由台南場前場長侯福分博士擔任水稻分子標誌輔助選種計畫總召集人。林助理教授拿越光品種與我國優良品種‘台農67號’等雜交
，在雜交後代中用分子技術選拔含越光品種米質外觀及食味優良基因的單株，配合台東區農改場丁文彥副研究員、台南區農改場陳榮坤助理研究員、農試所嘉義分所廖大經助理研究員、桃園區農改場簡禛佑助理研究員等水稻專家豐富的田間選拔經驗，選出
6個早熟的優良品系，不但具有越光米的米質，更有短生育期但是高產的特點，符合雲嘉南地區輪作制度對短生育期水稻品種之需求，且可減低面臨颱風之風險，即使在颱風來臨之前搶收，也不至於造成明顯歉收，這些新的品系也將陸續由各參與合作機構命名推廣。
分子輔助育種已經證明是有效、快速的高科技育種，而且沒有基因轉殖的諸多缺點，是政府在農業科技上可以全力發展的項目。實際上了除台大農藝系育種研究室五位教授都具備分子輔助選種的學理與技術外，其他大學農藝、園藝學系也都不乏這方面專長的學者，各農業研究機構也都還有經驗豐富的育種家。解決氣候變遷與糧食危機的問題，就看政府會不會善用人才了。(郭華仁)
圖片來源：由陳榮坤助理研究員提供。
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分子輔助選種(molecular
assisted selection)
傳統的育種以不同的種原進行雜交後，以子代的型態表現（如產量高低、成熟期早晚等）作為選拔的依據，然而大部份重要的農藝性狀會受到環境的影響，造成選拔效率有限，需要從很多的子代中挑選外，以水稻為例，通常耗費近 10年才能育成新品種。近幾年來，傳統育種注入新方向，進行人為的雜交、回交的子代，以基因型作為選拔的依據，如此，不受到環境的影響而誤選、可精準的挑拔子代，提升選拔的效率。另有其他的優點，列舉兩個說明，（1）可以選拔隱性基因，若沒有基因的分子標誌基因型的判斷依據，需再自交一次才可選拔出具有隱性基因的子代，因此，分子輔助選種在此回交育種中（一般需要四次回交世代），可以減少四次的自交、縮短兩年的栽種，是以，大大縮短育種的時程；（2）可以同時堆砌數個基因，堆砌抗性基因的育種最人熟知，不需要接特殊的病原菌、篩選抗性的植株，即可以基因型分析而篩選是否具有抗性基因，而且可以同時選拔數個抗性基因。目前，許多高通量自動化基因型分析平台陸陸續續推出，台灣大學農藝系育種組老師亦組成團隊研發如何提升分子標誌基因型的分析效率、降低基因型分析人力與成本，在未來幾年即可應用於水稻、重要蔬果等作物育種，加速新的品種育成，可降低全球氣候變遷對於農作物減產的糧食危機、並能提升農作物抗性、品質等。(林彥蓉)
圖4，抽穗期基因型的選拔。在此抽穗期的基因型分析，越光是413鹼而台農67號是2314鹼基對，在回交的子代，可以從此基因型的分析輕而易舉地挑選具有‘台農67號’晚抽穗基因的子代（編號為3、4、5、10、11、12）、栽植後與越光回交，經由四次回交後，選育的子代與越光的遺傳背景相似、且保留了‘台農67號’的晚抽穗基因。 |
