二、面對日益嚴峻之極端氣候影響,請申論我國茶樹育種之目標與方法。(25 分)
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二、我國茶樹育種目標與方法(面對極端氣...
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Tsai
詳解 #7510609
面對全球氣候變遷引發的高溫、長期乾旱、強降雨及病蟲害發生規律改變等嚴峻挑戰,我國茶樹育種目標必須由傳統的「高產與風味導向」調校為兼顧「氣候韌性(Climate resilience)與永續生產」之新型態育種策略。
一、 我國茶樹育種之核心目標
- 極端氣候抗逆性(Abiotic Stress Tolerance)
- 耐旱與耐高溫性:臺灣中南部及東部茶區近年頻繁遭遇春旱與夏季極端高溫,導致茶樹水分脅迫、葉片灼傷及樹勢衰退。育種目標須選育深根系、氣孔調控敏感度高及具備熱休克蛋白(HSPs)等保護機制的耐旱高溫品系。
- 耐濕與抗澇性:因應短時間強降雨與颱風夾帶之豪雨,選育根系耐低氧、防根腐且對土壤濕度劇烈變化具適應力之品種。
- 病蟲害抗性(Biotic Stress Resistance) 高溫乾燥有利於小綠葉蟬、茶刺粉虱及茶紅蜘蛛等害蟲快速繁殖;而豪雨後的高溫濕熱則易誘發茶炭疽病、茶餅病與根腐病。選育具備多重病蟲害抗性(或耐受性)之品系,為降低化學農藥依賴及推廣有機/友善耕作之根本基礎。
- 品質與適製性平衡(Quality and Adaptability) 在具備抗逆境之遺傳背景下,仍需維持或提升臺灣茶(如包種茶、烏龍茶、紅茶及東方美人茶)之特殊香氣(如花香、果香、蜜香)與滋味,避免因逆境生理反應導致茶多酚與胺基酸比例失衡而影響適製性。
- 省工與機械化採收適應性(Agronomic Efficiency) 因應茶區勞動力老化與人力短缺,選育株型直立、萌芽整齊度高、芽葉成熟度一致且耐剪採之品種,以利機採作業。
二、 我國茶樹育種之實施方法與策略
茶樹為多年生木本植物,傳統育種週期長達 15 至 20 年。因應氣候變遷之緊迫性,應結合傳統育種與現代科技進行加速度育種:
- 種質資源收集與優異抗性基因篩選 廣泛蒐集國內外地方品種、野生茶樹(如臺灣野生山茶)及近緣種資源。透過高通量表型篩選平台,在控溫控濕人工氣候室施加乾旱與高溫模擬脅迫,鑑定並評估核心種質庫之抗逆性表現。
- 傳統雜交與實生選育(Hybridization & Selection)
- 人工雜交:挑選風味佳之栽培種(如青心烏龍、台茶12號)與具強健抗逆性或野生血緣之親本進行人工雜交,結合兩者之優良性狀。
- 單株選拔(Individual selection):將雜交實生苗置於自然逆境田間環境中進行長期淘汰篩選,挑選極端環境下仍能保持正常萌芽與樹勢之優良單株,再以營養繁殖(扦插)進行株系比較試驗與區域試驗。
- 分子標誌輔助選拔(Marker-Assisted Selection, MAS)
- QTL 與基因定位:利用全基因體重定序(WGS)與轉錄體學(RNA-seq)分析,定位調控茶樹耐旱、耐熱與病蟲害抗性之主效數量性狀基因座(QTL)及抗性標記。
- 早期世代篩選:在茶樹幼苗期即採集葉片提取 DNA,利用分子標誌進行篩選,淘汰不含抗性基因之個體,打破多年生植物育種世代時間長之瓶頸,顯著提高育種效率。
- 誘變育種與新興基因編輯技術(Mutation & Gene Editing)
- 誘變育種:利用化學誘變劑或物理輻射處理茶樹插穗或組織培養體,誘導點突變以獲得極端抗逆性之突變體。
- 基因編輯技術:利用 CRISPR/Cas9 技術精準敲除感病基因(S-genes)或負向調控抗逆境之基因,為茶樹分子精準育種提供具突破性之潛力途徑。
- 砧木選育與接木技術應用(Grafting Strategy) 開發並篩選深根性、耐旱且抗土傳病害之優良茶樹砧木,將高品質但抗逆性較弱之主流栽培品種(如青心烏龍)嫁接於強健砧木上,可在短時間內大幅提升既有優良品種對氣候變遷之適應力。