研究開發與服務
全面性發展平台
為提昇蘭花研究之國際能見度,並協助產業解決問題以維持蝴蝶蘭生產競爭力,本中心整合產、官、學、研之力量建立蘭花研究之國際合作平台,以提升產業發展並讓成功大學校務發展更具全面性。根據各平台設置目的以及發展方向,主要服務範圍可以定義為:
1. 蘭花基因體應用服務平台
本中心聘任之研究員從十多年前即開始進行蝴蝶蘭基因體的研究,早期偵測不同組織基因表現的轉錄體分析,如表現序列標籤(expressed sequence tags, ESTs),到近代不同組織的次世代定序分析,對於不同組織基因表現差異分析技術已臻純熟,並以此鑑別出參與蝴蝶蘭花形、花色與花香相關基因進行深入研究,研究成果已發表在許多國際知名期刊。
近年來,本中心更將蝴蝶蘭全基因體進行解序工作,並於2015年在國際知名Nature Genetics期刊上發表全世界第一個蘭花全基因體序列,其內容之完整性證明本中心具有專業基因體定序及分析技術。並分別於2016 年及2017 年,分別進行鐵皮石斛及擬蘭全基因體解序工作,發表於 Scientific Report 及Nature 期刊。此外,本中心也於2015年將這些蝴蝶蘭轉錄體及基因體資料序列建構成OrchidBase 5.0資料庫,提供給國內外研究者查詢與使用。透過開闢“蘭花基因體應用服務平台”,此平台將輔導會員進行1.篩選特定功能之蘭花基因以進行後續分析工作。2.組織差異性表現實驗設計及分析工作。3.基因表現調控-選殖基因啟動子序列及功能分析。4.基因表現調控-基因結構與表觀遺傳調控分析。並與台灣各大蘭園合作進行黃葉病抗性/耐受性檢測,以進行全基因組性狀關聯基因分析。
2. 蘭花品種改良平台
本中心可協助檢測品種孕性與多倍體親本誘導、蘭花香味成份分析與萃取,並進一步協助鑑別蘭花品種與品種認證,輔導業者培育更具市場價值之蘭花品種,提升台灣蘭花產業在國際花卉市場的競爭力。
我國蘭花產業的活力主要來自於蘭農的育種,然而,卻常因為染色體大小及基因體套數的差異,產生雜交不親合而無法產生子代。因此發展出一套測定蘭花基因體套數鑑定的有效方法,建立出含五十多個原生種核DNA含量的資料庫,以協助蘭花育種者鑑定蘭花基因體套數,及建立蘭本株孕性分析技術,了解所欲交配品種間倍數體和孕性之變化,增加雜交育成的機率並節省育種時間。109年協助荷蘭Sogo by Dümmen Orange公司分析150個蝴蝶蘭品種孕性。
此外,也開發出蝴蝶蘭遺傳基因組組成分析技術及有效的多倍體植株誘導培育方法(此技術巳分別獲得中華民國及美國專利),針對四十多個原生種及雜交種進行四倍體植株的培育,建立四倍體種原庫作為雜交親本。並協助業者進行染色體加倍創造可供交配之蘭花品種,解決蘭花育種不親合之問題。本中心平台的執行,將可協助業界了解他們育種材料的遺傳基因組組成特性,提升業者育種效率,並提供一批具有遺傳歧異性的多倍體種源給業者使用,對蝴蝶蘭產業永續經營將有重大貢獻。
由於香味屬於隱性遺傳,長久以來香花育種一直是蝴蝶蘭育種上最大的問題。再加上香味研究上有其特殊的技術,在國內外即便是其他蘭科植物也無法同時擁有顏色亮麗又香味濃厚之品種。結合化學分析、生物資訊分析、基因體分析及形態分析之研究成果,解開花香之分子代謝路徑,除了獲得二項技術移轉以及中華民國與美國專利,也利用在蝴蝶蘭花香成分分析研究之基礎,萃取不同蘭花品種香味、分析其成分,並有系統的將具有香味蝴蝶蘭之原生種及交配種之香味成份建立成資料庫,釐清具有香味品種遺傳特性。
此平台除了可協助業者釐清具有香味品種之遺傳特性,配合業者所擁有的香花蝴蝶蘭品種庫,未來將有助於業者孕育出具特色香味之蝴蝶蘭品種,進而提升國內蝴蝶蘭產業於國際花卉市場的競爭力。有系統的將具有香味蝴蝶蘭之香味成份建立成資料庫。
為因應國際蘭花市場推陳出新的需求,並保護蘭花育種者的權益,許多國家已受理蘭花植物品種權的申請。近年來DNA分子標誌鑑定技術的發展,應用於作物品種鑑別分析已蔚為主流,吳文鑾教授建置一套有效率、精確且穩定性高的蝴蝶蘭SSR分子標誌鑑定系統,配合自動化毛細管DNA定序儀,即可以相對低廉的收費提供技術服務,鑑別大量蝴蝶蘭品種,並可將傳統蝴蝶蘭品種鑑定流程歷時由1~3年縮短為3~7天。此技術巳獲得中華民國專利,也技轉給種苗場一起服務蘭花業者。
此外,微衛星分子標誌基因鑑定結果,可賦予每一個蝴蝶蘭品種一個獨特的DNA分子辨識條碼,可應用解決受品種權保護之商業品種受到侵權時之相關鑑定及提供申請品種專利權之新穎性、一致性、穩定性、品種名及可區別性之有用資訊,大大提升蝴蝶蘭品種鑑定的精確度與效率。因此,蝴蝶蘭SSR分子標誌鑑定可為蝴蝶蘭品種產銷業者及植物品種權審查單位提供檢測,並能提供蝴蝶蘭品種認證的客觀證據,減少品種混淆衍生的商業糾紛及損失,並協助品種侵權盜用案件的釐清,提升蘭花產業於國際花卉市場的競爭力,保障國內蝴蝶蘭品種育成者的權益。
3. 蘭花文創行銷整合平台
本中心利用開發之「蘭花香味萃取技術」與「蘭胚胎速萃取與鑑定技術」,自行研發出各式蘭花香氛系列產品及蘭花胚胎素製作等相關保養品,透過產學合作、技轉服務、輔導創立蘭卉生物科技股份有限公司,將這些技術發展蘭花生技系列產品,並提供技術諮詢、品質控管及檢測等服務,協助此公司積極參與各式活動並努力推廣蘭花生技系列產品,已奠定蘭花研發中心在民眾和產業界之地位。
此外,近年來除了設置「蘭花生技及文創產學聯盟」,招募一、二、三級產業業者共同合作交流,為蘭花產業加值以提昇台灣蘭花品牌之策略發展外,近日更協助工研院、中國生產力中心、市政府、農糧署等單位推廣或整合蘭花產業,「2017 臺灣國際蘭展會議及蘭花競賽佈展案 (B2B)」、深化國產花卉推廣及應用計畫等大小活動。
「蘭花生技及文創產學聯盟」也配合「成大博物館」國際活動於捷克馬薩里克大學的「孟德爾博物館」及「布拉格城市博物館」展出成果,使捷克人民看見台灣蘭花產業從農業跨入創產的成果。更於2018台中市世界花卉博覽會參與設計規劃,募集蘭花學術界、各級業者展出蘭花研究成果、產業培育過程、衍生商品,並拍攝蘭花育種者紀錄片,讓民眾從演化、產業、商品、文化、學術各面向深度地認識蘭花,利用科普深化,達到行銷蘭花產業之效益。 2019配合農委會國產花卉行銷計畫,在台南成大醫院、林百貨及吳園舉辦為期一個月的蘭花生活意象化活動,深受好評。2020年配合農委農糧署蘭花紓困方案(校園花現幸福),六月於成功大學藝廊舉辦跨領域蘭花藝術舒緩課程,並配合通識課程舉辦蘭花花束400人之DIY課程,讓生活美學舒緩疫情帶來的緊張。
4. 香味蝴蝶蘭育種
在台灣,蝴蝶蘭花卉產業被視為是一個以知識為基礎的農業,更是政府重點培育的精緻農業之一。多年來,在科技部、農委會等科技計畫支持下,大學及學術機構累積許多蝴蝶蘭生物技術的研究成果,例如蝴蝶蘭全基因組解序,蘭花基因資料庫之建立,耐熱、耐寒、耐貯運、抗病及開花的控制,花形、花色和花香的控制,病毒診斷,新品種的開發及維持、健康種苗大量分生繁殖技術等,以及栽培技術、花期調節、切花保鮮、包裝、儲運及環控溫室硬體設施的研究,使得育種效率提昇,優良的新品種開發加速,進而使台灣蘭花研究居於全球領先的地位。過去三年,本中心在科技部「市場導向之農業生技應用型研究計畫-香花蝴蝶蘭之種原庫建立及育種」的支持,建立了51種香花蝴蝶蘭之染色體倍體數及香味化學圖譜之種原庫,藉由此資料庫及香味分析技術幫助業者了解品種染色體及香味特性,以利香味蝴蝶蘭育種進行。並持續與產業合作,結合本實驗室所建立之香花蝴蝶蘭種原庫與業者的商業品種之蝴蝶蘭親本,進行商業香花蝴蝶蘭品種之育種,期望培育出更受市場歡迎與更具競爭力的香花蝴蝶蘭,開創台灣香花蝴蝶蘭品種之全球領先地位,提高台灣蝴蝶蘭產業的價值與國際市場競爭力。
5. 蘭花智慧溫室服務平台
台南是台灣蘭花生產的重鎮,然而溫室環境有利於蘭花種苗生長及開花穩定是業者們的期待,但在環境控制實際應用上往往因為設備侷限、管理不便、經常要根據時間和季節變化對參數進行修改,而不能達到預期的效果。成功大學有九大學院,尤其在機械、電機、資訊、工科等有極優秀的表現。針對蝴蝶蘭產業所需的智慧化溫室,成功大學將有許多可以協助之處,透過蘭花中心的媒合,將可使智慧化溫室的設置考慮更周延、更符合台灣氣候及條件的智慧化溫室。
成大蘭花研發中心擬跨院結合工學院環境工程系林財富特聘教授及電機資訊學院電腦與通信工程研究所陳中和教授之專長,協助開發溫室環境感測及營養狀況監測系統,並借重建築學系林子平教授之專長,協助建構環保節能的溫室,以達到蘭花培養智慧整合之目的。將建構人工氣候室,可以協助會員進行下列各項工作:
- 開發智能溫室環境感測 (溫度、光度、濕度)
- 營養狀況監測與紀錄 (氮、磷、鉀)
- 生長過程監測記錄 (植物生長速度、光合作用效率)
- 4. 疾病控制監測與紀錄 (病毒、細菌、黴菌)
6. 蘭花生技平台
以蘭花基因體應用平台及蘭花品種改良平台協助業者精準育種及精準栽培,包括蘭花親本孕性分析及多倍體誘導鑑定、DNA分子標誌術於蘭花品種鑑定、蘭花香味圖譜鑑定、蘭花病害診斷及綜合管理、蘭花肥培管理診斷及蘭花原料及蘭花產品認證平台。
7. 產業營銷模式輔導平台
本平台主要從策略面、管理面與行銷面,分別針對一級業者、二級業者、三級業者,提供其所需的專業知識與輔導,以協助解決各級業者所面臨之問題。希望藉由本平台的建立以媒合各級產業業者間的互動與連結,透過商業模式的融入,進而發展出各級產業適切與有效的蘭花產業策略與蘭花產業行銷模式。