一項完善的國家糧食安全政策，必須納入現代化的基因組育種計劃，並在此框架下系統思考一系列關鍵問題：我國應針對哪些主要作物及其性狀進行遺傳改良？哪些作物的種質資源和參考群體應優先進行基因分型？應優先採用哪些基因組預測模型？需要建設什麼樣的表型鑒定（phenotyping）平台？又應如何有效納入基因型與環境的交互作用？
文／宋明家
農業部於今年1月推出的《國家糧食安全政策2030》（National Food Security Policy 2030；DKMN 2030）[1]，主張將農業從「糊口生計」重新定位為「高價值經濟引擎」，確實是立意務實，方向明確。
從官方發佈的政策「執行摘要」（Executive Summary）中可以看出，該政策將「糧食安全」視為一個涵蓋生產、供應鏈、市場、營養、可持續性、技術與治理等層面的綜合體系。政策文本中第6至7頁關於「可持續糧食系統—一種變革性路徑」（SUSTAINABLE FOOD SYSTEMS – A Transformative Approach）六大框架中，「技術、創新與基礎設施」項下包含了「數據驅動創新」和「新植物育種技術」兩項戰略舉措，反映出政府在未來糧食安全道路上，已意識到不能僅依賴傳統農業實踐，並展現出相應的育種技術改革決心。
無論如何，報告雖然指出新植物育種技術是政策的重要驅動力，但卻沒有謀劃這些新型作物育種技術的具體內容。
事實上，馬來西亞作為全球巽他古陸（Sundaland）生物多樣性熱點地區的一部分，被列為全球17個超級生物多樣性國家之一[2]，擁有極為豐富的生物資源，現存植物種類約達15,000種。這其中約有520種植物可產生可食用果實或種子（大致可分為355種木本植物和165種非木本植物）[3]。
這也意味著，我國迄今為止僅有少部分本地物種資源被開發和利用，絕大多數植物物種仍以野生狀態生長於森林之中（其中少部分被原住民用作食物、香料、飼料或儀式用途），其經濟潛力尚未被充分認識和深入研究。事實上，其中許多物種具備被培育成具重要經濟價值作物的潛力。
我國豐富的植物遺傳資源，理應納入糧食安全戰略方案之中，作為新作物育種研究活動的重要組成部分。
《國家糧食安全政策2030》中「任務一：高效與生產性農業」（Mission 1, 「Efficient and Productive Agriculture」）呼籲優化農業資源、提高生產力、推廣技術應用、加強能力建設與創新，並提出了四項戰略：促進農業投入品生產及強化安全保障、提升市場競爭力、推動機械化與數字化，以及提高稻米生產力。相應的措施包括：推動國內種子產業創新、開發適應性土地利用、擴大農業技術應用，以及加強認證種子分銷網絡。
這些措施均有其價值且方向明智。但只提諸如提高稻米生產力、種子生產、種子產業創新及擴大農業技術應用等策略，卻只字未提馬來西亞所擁有的「植物遺傳資源」寶藏，也沒有說明具體如何運用這些高度多樣化的植物基因組，來推動新型植物育種技術的發展。這些關鍵環節未能在後續轉化為明確定義的糧食安全戰略，堪稱該政策最明顯的不足之處。
突破傳統極限：新世代基因技術的必然介入
這些「新植物育種技術」和「植物遺傳資源」，其實可作為構建現代「基因組選擇」（genomic selection）戰略實施路徑的重要基礎。
過去近百年來，科學界在傳統作物育種方法上取得了顯著進展，這可歸功於DNA分子標記的應用、實驗設計的改良、群體與數量遺傳學概念的不斷深化，以及相關農業技術的協同發展。在這些因素的共同推動下，全球水稻、小麥、玉米等主要穀物的年遺傳增益率（rate of genetic gain）已提升至約1%[4]。然而，值得注意的是，這些作物的遺傳增益速率在過去三十年間似乎未見進一步提高，更難以應對全球人口每年約2%的增長需求。
面對開發新作物品種（如產量更高、品質更優、營養價值更佳、生長期更短、氣候韌性更強及抗病蟲害能力更佳）以及提升遺傳增益速率等多重龐大壓力，全球植物育種家已無可避免地必須將新一代基因技術融入傳統育種作業中。
大約四十年前，基因組技術最初以有限數量的DNA標記為基礎，結合連鎖分析進行「數量性狀位點」（quantitative trait loci，簡稱QTL）作圖，形成了當時廣為流行的「標記輔助選擇」（marker-assisted selection，MAS）方法。然而，該方法過程冗長耗時，整體效率偏低，最終在實際作物育種領域的影響力相對有限。其中，水稻耐淹性相關的Sub1 QTL，以及小麥抗赤霉病（Fusarium head blight）相關的Fhb1 QTL，都是通過QTL連鎖作圖法鑒定出的少數成功案例，算是品種培育中的成功案例。
基因組時代崛起：政策必須落實的科技藍圖
隨著QTL連鎖作圖方法熱潮逐漸退去，基因組測序技術在過去十餘年間迅速崛起，大幅提升了DNA標記的生成能力，也使基因組工具在植物育種實踐中的應用變得更加先進且高效。全基因組關聯分析（GWAS）、基因組選擇（genomic selection）、高通量表型鑒定及CRISPR基因編輯等技術，都是近十年來作物科學領域的重要進展，並已逐步與先前使用的傳統育種工具及育種家的實務經驗相互融合。
這些基因組相關技術為作物育種提供了全新的視野。其中，「基因組選擇」技術尤其受到作物科研界的廣泛關注，並已在多種主要作物（如水稻、玉米、小麥、大豆）的育種計劃中獲得應用。該技術通過大規模DNA標記分析，旨在縮短傳統育種中「種植—收成—篩選」的漫長選育流程，從而有效提升育種效率[5]。
筆者於2024年9月和新加坡國立大學團隊聯合發表於《分子育種》（Molecular Breeding）期刊的一篇文章中，也建議採用「基因組選擇」技術以應對區域糧食安全挑戰。該研究系統分析了63項相關蔬果研究，發現葉菜產量、株型、資源利用效率及採後物流等關鍵領域，目前仍普遍缺乏系統性研究[6]。
從全世界基因技術進步和育種方法發展趨勢來看，這些育種新技術將會成為未來數十年作物育種的主流；遺憾的是，《國家糧食安全政策2030》似乎未能認識到這些新興技術崛起的重要性。政策文本中雖強調新植物育種技術，卻未提及具體的作物技術改革方向或研發投入承諾。
一項完善的國家糧食安全政策，必須納入現代化的基因組育種計劃，並在此框架下系統思考一系列關鍵問題：我國應針對哪些主要作物及其性狀進行遺傳改良？哪些作物的種質資源和參考群體應優先進行基因分型？應優先採用哪些基因組預測模型？需要建設什麼樣的表型鑒定（phenotyping）平台？又應如何有效納入基因型與環境的交互作用？
倘若這項2030政策無法在這些育種大方向上提出具體謀劃和可問責的執行方案，最終恐難避免重蹈「願景宏大、執行乏力」的馬來西亞政策老毛病。
[1] 詳見網址：https://www.kpkm.gov.my/images/08-petak-informasi/penerbitan/Dasar-Keterjaminan-Makanan-Negara-2030/NFSP2030-Executive-Summary-Reduce.pdf
[2] 詳見網址：https://www.actg.science/projects/population-mapping-reinforcement-and-reintroduction-oaks-peninsular-malaysia/
[3] 引自2013年11月《International Journal of Fruit Science》；https://doi.org/10.1080/15538362.2013.801698 ），另有約300種本土蔬菜被用作食物。詳見農業部報告：https://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/PGR/SoW1/asia/MALAYSIA.pdf
[4] 引自2019年3月《Theoretical and Applied Genetics》；https://doi.org/10.1007/s00122-019-03317-0
[5] 例如，詳見2019年12月《Theoretical and Applied Genetics》；https://doi.org/10.1007/s00122-018-3270-8 、2020年1月《Plant Communications》；https://doi.org/10.1016/j.xplc.2019.100005 、2022年9月《Planta》；https://doi.org/10.1007/s00425-022-03996-y 、2023年5月《Molecular Genetics and Genomics》；https://doi.org/10.1007/s00438-023-02026-0 、2023年7月《Genes》；https://doi.org/10.3390/genes14071484
[6] 詳見網址https://doi.org/10.1007/s11032-024-01497-2
 宋明家 |
出身於馬來西亞吉蘭丹州蕉風椰林的古板可憐（Kubang Kerian）。原以為會終一生古板可憐，因貪戀校園混了個碩士，被中學生再教育兩年，爾後重返實驗室和DNA鬼混，博士畢業後吉人天相得以在某國外大學分校任高級講師。愛好枕戈待旦於雜草稻的分子遺傳演化，遵循儒林生存法則小有發表學術論文數十篇。某年突然發現手指也可以拼出方塊字，從此欲罷不能，每逢周末晚文火煎煮一幅幅五千年古老圖像，在華文報章熬制成評論、科普、雜文等百餘篇，聊以顧影自憐也自娛。 |
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