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關鍵字：園藝作物、野生近緣種、地理資訊系統
前言
豐富的農用植物遺傳資源是作物品種改良的原動力與農業永續經營的基礎，其中作物野生近緣種(Crop Wild Relatives, CWR)泛指栽培作物的原種或遺傳關係較近的野生種 ，經過長期的演化產生大量遺傳變異，具有良好的風土適應性，同時也是抗病、抗蟲、耐環境逆境及重要經濟性狀的來源，可做為特殊需求的育種材料，應用於傳統育種、生物科技的基因轉殖、細胞融合等技術，讓作物野生近緣種的利用性提高；但是隨著全球環境變遷減少植物生育地、植物生長環境受到破壞、特殊植物遭受過度採伐，以及有些植物分佈地點狹窄與無法自行繁殖其世代，已經使得植物遺傳資源的數量或遺傳歧異度急劇衰減，造成農用植物遺傳資源的減少，導致影響全球糧食的生產。
台灣擁有多樣化的植物種原，其中高等維管束植物約有4,000種，重要園藝作物野生近緣種包含有果樹類的蘋果、梨、葡萄、柿等落葉果樹類，柑桔、蓮霧、枇杷、香蕉等常綠果樹類；蔬菜類的蘿蔔、甘藷、芋、萵苣、苦瓜、茄子、豇豆、蘆筍、桂竹筍、薑等；及花卉類如康乃馨、薔薇、菊花、蝴蝶蘭、百合、鳳仙花、秋海棠、彩葉草等野生近緣種；台灣重要園藝作物野生近緣種曾被提出研究的有果樹類的獼猴桃植物特性分類、台灣羊桃與闊葉獼猴桃在高海拔開花結果情形調查、梨野生種原的植物形態調查、台灣褐毛野葡萄的形態與地理分佈研究、紅頭香蕉與墾丁野生蕉及台灣芭蕉族群分析調查，蔬菜類的刺苦瓜性狀調查、山藥野生種原的蒐集、甘藷野生種原的分類鑑定與地理分佈資訊調查。
近年來由於電腦與通訊技術的發展，地理資訊系統(GIS)於1963年被提出應用，可以整合電腦軟體、硬體、空間資料及屬性資料，從事收集、儲存、讀取、分析及顯示等功能，地理資訊系統與傳統資料庫不同的是多了空間的向度，可以利用統計與計量方法進行空間分析，亦能與全球定位系統(GPS)結合，應用野外田間調查標定的地理資料，進行植物遺傳資源的空間分佈分析。由於台灣園藝作物野生近緣種面臨衰減與消失的困境，過去雖有調查與整理，但尚未建立其完整地理分佈資訊，對於其基因庫之消長情形及其演化之趨勢難以掌握，尤其近年來面對全球氣候劇烈變遷，因此有必要應用地理資訊系統，針對台灣園藝作物野生近緣種生物資源之分佈建置完整資料與地理資訊系統。
一、園藝作物野生近緣種地理資訊系統建置
「園藝作物野生近緣種地理資訊系統」包含園藝作物野生近緣種的中、英文查詢網頁架構(圖1)，提供查詢物種地理資訊及物種基本特性資料的功能，瞭解查詢物種的植物形態特性與分佈族群的情形。目前系統已完成44科201種約3,200筆台灣園藝作物野生近緣種點位座標資料的調查與蒐集，做為點位座標定位之依據；並完成台灣園藝作物野生近緣種地理分佈標示點位座標資料的建置，包括落葵科落葵、漆樹科黃連木、胡桃科野胡桃、番杏科番杏、芡科芡、蓴科蓴菜、十字花科濱萊服、無患子科番龍眼、桑科小葉桑等、莧科青葙等、馬齒莧科毛馬齒莧等、豆科濱豇豆等、芸香科過山香等、杜英科杜英等、秋海棠科圓果秋海棠等、葫蘆科木鱉子等、桃金孃科小葉赤楠等、菱科鬼菱等、柿樹科毛柿等、旋花科甕菜等、茄科光果龍葵等、薑科三奈等、楊梅科青楊梅等、石竹科巴陵石竹等、獼猴桃科台灣羊桃等、金絲桃科恆春福木等、薔薇科山枇杷等地理分佈之標示與生態系統圖建置。
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圖1、園藝作物野生近緣種地理資訊系統首頁
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二、園藝作物野生近緣種地理資訊系統查詢功能
1.物種查詢
系統物種查詢可分為複合條件查詢與地圖查詢兩部份(圖2)。複合條件查詢可利用科別、關鍵字、縣市或鄉鎮、海拔高度等條件，查詢物種資料，若沒有設定查詢條件，則系統會列出所有的物種資料，地圖查詢則可依照縣市別查詢物種資料，點選所要查詢的縣市後，即出現物種資料的結果列表(圖3)。以複合條件查詢在無設定條件為例，點選查詢後顯示所有的物種資料列表，可選擇任一科別索引，即可跳至列表中的所在位置，網頁會顯示該物種的照片數量與該物種資料的筆數，當點選所要查詢的物種，進入該物種的詳細資料，可選擇物種調查資料或物種基本資料。
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圖2、園藝作物野生近緣種地理資訊系統的物種查詢頁面
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圖3、台東縣園藝作物野生近原種資料列表
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2.物種調查資料
物種調查資料包含顯示園藝作物野生近緣的縣市與鄉鎮地理資訊資料，調查日期及調查者資料(圖4)，每一筆地理點位座標資料皆會出現在台灣地圖上標示出來，方便查詢該物種在台灣的地理分佈位置，讓查尋者對於該物種的地理分佈情形一目瞭然。
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圖4、毛柿的地理分佈資訊調查資料
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3.物種基本特性資料
物種基本資料包含該調查物種的中文名稱、英文名稱、種名、科名、屬名、中文別名、英文別名及性狀特徵全文查詢資料(圖5)，提供該園藝作物野生近緣種的全文關鍵字查詢，可以輸入相關特性資料，系統即會自動查詢相關園藝作物野生近緣種資料呈現。
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圖5、番龍眼的物種基本特性資料
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4.物種分佈圖
物種分佈圖呈現該物種的分佈情形(圖6)，點選台灣地圖上的園藝作物野生近緣種點位標誌，會出現小對話框並出現該物種的調查日期與調查者資料，若點選圖示可將地圖另開視窗方便操作，還可將影像列印或儲存至電腦系統中，提供查詢者參考。
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圖6、山枇杷的物種分佈圖
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5.專業人員的物種分佈圖查詢
系統為保護台灣園藝作物野生近緣物種，僅提供專業育種人員或研究人員申請園藝作物野生近緣種詳細的點位座標查詢，專業研究人員利用地圖工具列的放大、縮小、平移及放置全圖等功能(圖7)，可找到台灣地圖上該物種所在的正確位置，方便育種人員尋找所須要的育種材料，生態專業人員可應用此地理資訊系統，研究該園藝作物野生近緣種的生態分佈等資訊。
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圖7、山枇杷在南投縣的物種分佈圖
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6.物種照片瀏覽
物種照片瀏覽呈現該物種的生育照片，點選照片則可顯示該圖片的詳細資料，例如物種學名、生態描述、拍攝者、拍照器材、快門速度、光圈大小等資料(圖8)，另提供不同尺寸的照片給查詢者參考。
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圖8、山柿照片資訊與特性描述資料
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結論
作物野生近緣種具有可供育種改良的遺傳特性，但是許多作物野生近緣種並沒有被蒐集保護，正面臨由於自然棲地的喪失，而在野外逐漸滅絕的情形，因此需要研究人員利用地理資訊系統(GIS)，協助進行保護這些寶貴的作物野生近緣種資源，有助於生態分佈資料的調查，提供作物耐旱、耐熱等改良遺傳特性及提高作物經濟價值，利用多樣性的作物野生近緣種遺傳資源促進作物改良。面對台灣地區園藝作物野生近緣種因氣候環境的變遷與人為濫墾等因素面臨減少消失的困境，建置台灣園藝作物野生近緣種地理資訊系統，有利於長期監控台灣園藝作物野生近緣種基因庫消長情形及觀察其演化趨勢，做為因應氣候變遷下作物遺傳資源調適、利用及保育依據之參考，並可幫助種原保存人員對於作物遺傳資源的蒐集保存效率，提高育種人員在遺傳特性資源的利用率，有助於作物遺傳資源之保育利用與農業永續性發展。
參考文獻
- 邱輝龍、許圳塗。 2007。作物野生近緣種的保存與利用。林業研究專訊14(4):1-5。
- 邱輝龍、許圳塗。2008。全球作物野生近緣種的原地保存。農業試驗所技術服務季刊74:24-27。
- 嚴新富。1995。重要園藝作物台灣野生近緣種之研究。台灣大學園藝學研究所博士論文。
- Chang, S. F., H. L. Chiu, W. L. Chiou, C. W. Chen. 2012. Implementation and Application of the Geographic Information System for the Horticultural Crop Wild Relatives. AFITA/WCCA 2012, Asian Federation for Information Technology in Agriculture/World Conference on Computers in Agriculture, Taipei, Taiwan. pp.57.
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