文‧圖 / 農業試驗所、林業試驗所及各區農業改良場 王毓華‧溫英杰‧李長沛‧吳東鴻‧楊嘉凌‧羅正宗‧黃佳興‧賴明信‧廖大經‧陳榮坤‧陳裕儒‧林訓仕‧吳昭慧‧陳玉如‧何政坤‧劉千如‧張勝智

一、前言

　　氣候變遷所帶來的風險是全球所共同面臨，也是我國農業生產議題的重大挑戰之一，常見的衝擊包括暖化、高溫、乾旱、水患等頻繁異常事件。由於我國位處於熱帶及亞熱帶地區，面對氣候變遷的影響，主要為極端天氣或異常氣候所帶來的災害，如夏季颱風、豪大雨、雨水期集中、高溫、冬季低溫震盪等，影響我國糧食生產的穩定性，進而威脅糧食生產安全。若要因應氣候變遷情勢下，維持國人糧食安全穩定，如何發揮作物本身的潛能，配合作物栽培調適措施的施行，促使糧食生產可計畫性生產及產量可預測調配，以減緩氣候變遷可能帶來的不確定性障礙，將是農研單位所應重視的研究課題。 農委會於 101 年度 研提新興特別額度之整合型計畫－「因應氣候變遷及糧食安全之農業創新研究」， 由農試所擔任統籌機關， 結合各試驗改良場所的研發能量 ，針對重要農林作物進行抗逆境（高溫、耐旱、抗澇、抗病蟲害）之品種 （系），以 提升因應氣候變遷之作物耐抗逆境能力，進而穩定國內糧食生產。由於提升作物抗耐逆境潛能為因應氣候變遷之基本要件，本報告將摘要介紹近四年來，農委會所屬機關單位投入農林作物逆境品種研發情形及成果，以提供相關人員參考與應用。

二、因應氣候變遷農業資源調適對策 - 抗逆境品種研發

（一）水稻

　　由於水稻為我國主要糧食作作物，若能因應氣候變遷對生產環境所帶來衝擊，栽培抗耐境品種，具有穩定國人基本糧食供應及社會安定之指標意義。 近年來國內氣候變化劇烈，易造成水稻生長之非生物或生物逆境頻繁發生，如乾旱、熱浪和低溫等，加上環境變化所衍生的病蟲害問題，使得逆境下對水稻生長受到衝擊。因此，從作物本身的遺傳本質來看，進行抗耐逆境品種的研發，可強化品種之調適能力，確保稻作生產與糧食安全。透過跨單位合作，分別針對抗耐逆境種原篩選、抗耐逆境篩選方法與篩選指標建立以及相關配套技術開發，多管齊下，以期加速育成水稻耐逆境品種。

耐熱性：

　　水稻雖屬熱帶及亞熱帶作物，但在抽穗開花期對高溫甚為敏感，當氣溫超過 35 ℃會影響花粉的活性，降低稔實率，進而影響產量。在最耐熱及最敏感的稉稻品種中，導致 50% 不稔性的溫度相差約 3 ℃ ，甚至夜間的溫度提升，也會造成水稻產量及品質的下降。然而品種間的變異性，將提供高溫耐性的選擇與利用性。為研發耐熱水稻品種，研究團隊分工進行，其中花蓮區農業改良場利用栽培期調整營造高溫逆境篩選耐熱品種，藉由糙米及白米外觀分析，綜合近 4 年的結果顯示，以臺中 65 號及日本品種越依吹、越光、初錦的耐熱表現較為穩定；農業試驗所根據篩選指標參數，建立可以種植大量材料自動控溫的耐熱性篩選圃，將作為後續水稻耐熱性篩選標準平臺，有助於提升水稻耐熱篩選之效率，並建立以抽穗期高溫下之稔實率為耐熱性篩選的重要指標，同時篩選國際稻米研究引進材料，有 5 份種原稔實率高於 50% ，再根據其開花時間，篩選各品系開花時間，以逃避高溫危害，由試驗結果顯示，其中 6 個品系兩期作開花較早，為避熱性的重要種原；另外同步應用連鎖的分子標幟進行選拔，提供釐清耐熱性種原特性及育種上的重要工 具，已設計及分析國際上認為具有耐熱性品種 N22 的耐熱性基因連鎖標幟，作為後續導入耐熱性基因至推廣品種篩選之用。

水稻耐熱性篩選圃（圖片提供 / 農業試驗所）

耐旱性：

　　臺灣地區現行的水稻栽培多採湛水栽培方式，栽培過程需要經常灌水以補充植株的蒸散及水田蒸發的損失，耗費相當龐大的灌溉水量，然而水稻產量與稻作總用水量間非完全的直線關係，因此經常湛水栽培對水稻的產量不是絕對必要的手段。由於運用水資源之壓力與日遽增，臺南區農業改良 場針對水稻節水栽培技術進行研發，首先從品種改良著手，並利用 已建立之水稻幼苗及成株耐旱性篩選系統，進行雜交育種後代耐旱株之篩選，選育耐旱水稻新品系 ，並已選育出水稻耐旱新品系，將配合後續栽培試驗進行評估加以推廣。

　

水稻幼苗（左）及成株耐旱性篩選（圖片提供 / 臺南區農業改良場）

抗白葉枯病：

　　近年氣候變遷造成作物病相隨之演替，水稻白葉枯病對臺灣稻作生產具相當威脅性，然而目前推廣品種並無良好抵抗性，主要為缺乏對應流行菌株有效抗性的育種親本與遺傳資訊，農業試驗所、臺中區與苗栗區農業改良場共同引進國際稻米研究所抗病材料及導入 水稻白葉枯病檢定標準流程 ，連續 4 個期作進行評估 ，已篩選 9 個品系表現良好且具抗病性，尤其具有 3 個抗性基因以上的 IRBB58 至 IRBB66 等材料之表現甚佳，並從中歸納出有效抗性基因組合，可作為改進國內品種抗白葉枯病之育種材料，另外由國內育種材料中也篩選出 3 個品系具有良好抗性。

飼料稻米抗耐逆境性：

　　為加速改良飼料稻米，整合跨機關能量，利用水稻品種臺中秈 17 號為輪迴親，以傳統雜交及分子標誌輔助追蹤技術，透過連續回交多個世代，快速而精確的將成株期與幼苗期耐寒性、抗稻熱病及褐飛蝨抗性等特性，保留在臺中秈 17 號回交後裔中，以研發適合國內所需的飼料稻米專用品種。農業試驗所及嘉義分所已經獲得個別具有耐寒性或褐飛蝨抗性的臺中秈 17 號近同源系 7 個，具稻熱病抗性之臺中秈 17 號近同源系 14 個。臺南區農業改良場已 建立水稻幼苗耐寒性檢定程序，篩選出臺稉 9 號、臺農 67 號、臺南 13 號、臺南 14 號及臺稉糯 1 號具有最佳耐寒性，可作為導入耐寒性特性之親本，再進一步選擇幼苗耐寒性強的親本臺稉 9 號與臺中秈 17 號雜交，已選獲具幼苗耐寒性之 臺中秈 17 號近同源系，這些近同源系將可進一步作為堆疊多重抗逆境的育種親本。

（二）雜糧

玉米：

　　隨著全球氣候變遷，連續降雨與豪大雨易使田間容水量迅速達到飽和並對玉米造成浸水逆境。玉米屬旱田作物，在種子期及幼苗期遇浸水時，不僅損害其種子發芽率與幼苗生長勢，其青割與籽粒產量也會大幅減少。為降低氣候變遷所帶來的強降雨對飼料玉米生長發育之不良影響， 農業試驗所開發玉米幼苗耐浸水篩選指標及篩選標準，由育種材料中選留耐浸水自交系，進一步育成雜交組合，共選獲 51 個雜交組合，其籽粒產量較目前普遍種植之晚熟品種明豐 3 號耐浸水且高產。

小麥：

　　小麥為溫帶作物，在臺灣冬季裡作為最適種植期，然而隨著氣候環境變動，為配合田間耕作制度期程，需考量高溫問題，農業試驗所及臺中區農業改良場 自 25 國引進 390 種小麥種原，種植及完成小麥種原性狀評估，並利用提早、正常、延後播種期， 進行耐熱篩選評估， 經四年評估選拔，已選育 2 個較耐營養生長期高溫，可提早至 10 月份播種之小麥新品系，且對銹病具耐性，較對照品種增產 12% 以上，可作為中筋麵粉製作中式麵條使用。

　

小麥耐熱性種原評估（圖片提供 / 農業試驗所及臺中區農業改良場）

大豆：

　　大豆為我國重要糧食及飼料原料，臺南區農業改良場為因應氣候變遷對大豆生產的影響，強化選育逆境品種以期提高單位面積產量，已育成大豆新品種臺南 10 號較對照品種增產 13% 以上，且耐白粉病，另外從 100 個大豆品種（系）選出 12 個品種（系） 具有 耐冷性潛力，其中又以 4 個品系產量表現較好。

　

高產食用大豆新品種臺南 10 號（圖片提供 / 臺南區農業改良場）

紅豆：

　　目前栽培的紅豆品種因對氣候環境敏感，產期集中於秋作，春作高溫長日照，易造成產量偏低，品質低劣，高雄區農業改良場針對紅豆耐熱性進行品種改良，以提供農民春作栽培，以解決國產紅豆原料不足的問題，增加糧食自給率。經過 4 年春作耐熱性試驗結果，平均耐熱性較秋裡作約可提高 3 ℃ 溫度， 日照時數 0.3 小時以上 ，其中較耐熱性的品系有 2 個品系，特性佳、單位產量較對照品種增產 13 ％以上，有育成耐熱性的品種的潛力。

　

耐熱性紅豆新品系（圖片提供 / 高雄區農業改良場）

（三）經濟作物

經濟林木：

　　短期樹種在山坡與農平地造林是政府政策規劃方向，因氣候逆境引起旱澇、病蟲害與風倒對造林災害增加，有必要選拔耐逆境之高經濟樹種品系，以期在短期提高菇木與木材需求。牛樟、泡桐與雜交桉是臺灣的重要的速生經濟樹種，其木材與衍生的產品市場價值高達 85 億元以上。由於氣候逆境使造林風險增加，在颱風、乾旱、與休耕地土壤逆境下，林業試驗所選拔耐熱牛樟、耐風熱泡桐、與速生抗蟲桉樹品系，在氣候逆境下，材積生長增加 4.2 倍，耐熱泡桐材積增加 7.9 倍，抗風赤桉材積增加 8.9 倍，引種尾巨桉材積增加 7.9 倍。 牛樟組培技術成功技術移轉給 2 家生技公司，產業完成 21 公頃造林。苗栗造林區已呈現多樣化植群，被水保局選中完成農村活化展示區，並以龍昇生態園區命名。

　

耐熱牛樟（左）及耐熱泡桐（右）生長情形（圖片提供 / 林業試驗所）

茶：

　　臺灣茶葉品質佳，具有高經濟價值，近幾年因氣候異常夏季高溫且乾旱，東部地區偶有焚風，冬季及早春則有寒流及長期陰雨 ，影響茶樹生長及茶葉品質。因此，選育抗環境逆境強的優良品種是當前育種工作之重要課題 ，以茶葉生產季節來看，針對低溫及高溫乾旱為茶樹抗耐逆境品種改良首要考慮的問題。經過這 4 年來茶業改良場進行 茶樹種原圃地毯式耐低溫及高溫乾旱品種（系）篩選，將茶樹分為小葉種、大葉種及山茶種三大類型，分別篩選出耐低溫及高溫乾旱最佳品種（系）及綜合評估，評估最適父母親本，作為後續耐逆境之育種材料。試驗結果顯示，以選出小葉種 3 個耐低溫品系與 5 個耐高溫乾旱品系、大葉種 4 個耐低溫品系與 2 個耐高溫乾旱品系、山茶種 5 個耐低溫品系與 3 個耐高溫乾旱品系，可依照育種目標做為種內或種間雜交親本。

馬鈴薯：

　　馬鈴薯栽植時期多集中於冬作。近幾年因全球氣候異常，導致冬季低溫、降雨量變化劇烈及局部降雨增加等，嚴重危害作物生產與農民收益。種苗改良繁殖場為改善低溫高濕造成的問題，進行馬鈴薯耐濕與耐病性 （耐晚疫病） 檢定，並篩選具優良生長勢、高產及優質之品系，已篩選 5 個營養系具耐濕冷、生長勢強、高產、高耐病性等特性之營養系，並進一步評估加工特性，選獲 2 個最佳營養系，可供作未來因應不良氣候環境所應用。

　

耐濕與耐病性馬鈴薯新品系 628 （左）及 462 （右）（圖片提供 / 種苗改良繁殖場）

三、結語

　　作物的生產表現只要決定於遺傳、環境及遺傳與環境間的交感作用，唯有先從作物遺傳本質進行品種改良，才能開啟因應氣候變遷之農業調適措施的實踐。長久以來作物育種目標從提高產量為主，接著以提升品質為目的，然而，氣候變遷的影響是長久的，也是作物對於環境的敏感度的考驗，環境的影響是從細微的地方開始累積成大問題，因此育種的策略必須投入更多長期的規劃，本整合型計畫即是集結農委會所屬研究單位共同分工研發，從重要農林作物種原篩選開始，導入或建立抗耐逆境篩選方法與指標，開發分子輔助選種的工具，以加速抗耐逆境育種的效率，初步檢視本計畫這 4 年來的成果，以累計相當豐碩的結果產出，大量探掘重要農林作物種原的價值，完成多種抗耐逆境篩選標準模式，並育成具抗耐逆境品種（系），也為後續研發工作大量累積具有應用價值的育種材料。