【技術】植物組培技術開發與種苗生技研發
利用生物技術量產植物種苗之相關技術研究成果
中，現階段對種苗產業影響最大者為應用組織培養技術
進行健康種苗大量增殖。組織培養技術由於可快速繁殖
健康種苗，近年來已成為種苗生產的主流，也成功的為
台灣種苗產業創造另一波盛況，除花壇草花及觀賞樹木
外，大多數的花卉及觀葉植物都採用組織培養技術來增
殖所需的種苗。有鑑於此，台灣地區近年來已有許多業
者投入組織培養生產種苗的行列，而各項技術之開發，
也因政府相關研發經費的投入，國內學術研究單位已蓄
積相當大之研發能量，並已累積許多重要研發成果。但
是由產業應用的角度來看，政府研究單位歷年累積之成
果對產業發展之貢獻如何？各項成果是否均為產業所
需？過去並沒有相關之調查報告。
為使產業所需關鍵技術能充分反映在政府所支持之
科技研發策略上，本篇報告將歷年來政府投入在組織培
養技術開發之研發成果進行分析，並以生技種苗生產之
角度說明現階段產業利用組織培養技術生產相關種苗產
品所需之關鍵技術。期望國內生技種苗產業能藉由政府
研究單研發能量之釋放而有效率的獲取所需關鍵技術，
共同為生技種苗產業開創另一階段之高峰。
二、植物組織培養技術研發成果分析
透過政府研究資訊系統(GRB)資料庫與農業科技研究
及發展資料庫之搜尋分析，國內各農業研究單位（包括
中研院、大專院校與農委會所屬試驗所、改良場）在政
府經費資助下，歷年來已發表近300 篇與組織培養技術
開發及應用有關之研究成果。以作物類別而言，與花卉
有關之研發成果最為突顯，佔總研發成果數之44%，其
次分別為果樹類作物13%，林木作物11%，蔬菜類作物
與農藝作物（各佔9%），中草藥植物6% ，其他類作物
及綜合性技術開發合佔8%。以下依作物別分別
說明：1. 花卉作物
組織培養是花卉作物種苗繁殖重要技術之一。由於
花卉種類眾多，歷年被研究人員選為研究標的的花卉作
物種類也相當多樣化，包括球根類作物之唐昌蒲、百
合、海芋、夜來香、彩葉芋；切花作物之玫瑰、洋吉
梗、非洲菊、火鶴花；觀葉植物類之白鶴芋、蔓綠絨、
合果芋、黛粉葉；盆花植物類之觀賞鳳梨、聖誕紅；蘭
花類植物之一葉蘭、根節蘭、文心蘭、拖鞋蘭、蝴蝶
蘭、虎頭蘭及報歲、素心等國蘭等。這些標的作物之組
培技術經由多年來研究學者之努力，其組培技術在實驗
室階段多已能完全掌控。商業量產技術方面則以火鶴
花、彩色海芋及蝴蝶蘭、文心蘭及部分觀葉植物較為成
功，其他作物所遭遇之量產技術瓶頸主要在於繁殖倍率
的穩定性不夠，植株變異程度無法完全掌控以及內生菌
污染問題尚待克服。
就技術開發面而言，國內投入在花卉組織培養技術
圖一歷年（1993 至2004 年）受政府經費支持從事各類作物組
織培養技術開發之研究成果比重（ 註：以計畫研究成果篇
數為計算標準。資料來源：政府研究資訊系統(GRB)資料
庫與農業科技研究及發展資料庫）
2005 年 第一期／農業生技產業季刊5花卉、水果及蔬菜種苗
之開發主要著重於無病毒健康種苗生產體系之建立，研
究重點則包括去病毒技術之開發與建立穩定的無變異組
培生產體系。早期的去病毒技術純粹利用莖頂培養配合
物理性高溫處理，近年來利用化學藥劑及病毒干擾素去
除植物病毒已有穩定的成效。就繁殖技術本身而言，雖
然經由組培再生植株的途徑有許多種，但多數的技術開
發仍針對不定芽之誘導為主。經由葉片或其他已分化組
織逆分化形成癒合組織後再分化成完整植株的繁殖途
徑，在理論上雖有較高的繁殖倍率，然而所分化之植株
產生變異的可能性相對較高，因此除了少數因芽體消毒
或繁殖困難的花卉作物如火鶴花外，一般很少應用於實
際商業生產上。蘭花類作物組織培養種苗生產方面，實
生苗之繁殖主要經由擬原球體或根莖階段而形成完整植
株，國內現階段產業所掌握之技術也以此為主。不定芽
繁殖方式因植株整齊度高，種苗品質亦較穩定，通常用
於分生苗之生產，但技術尚未完全成熟，無論在研發單
位或是產業業者間，技術差異極大，特別是拖鞋蘭部
分，分生苗生產之關鍵技術仍無法確實掌握。雖然部分
研究成果顯示拖鞋蘭及及部分國蘭可經由癒合組織的再
生系統或得分生種苗，然而其植株變異的比例尚待評
估。
2. 果樹類作物
在有關果樹類作物組織培養技術開發上，與香蕉有
關的組織培養研究成果（包括芽體增殖效率提升，配合
抗病育種之種苗繁殖等）居首位約佔61%，其次為木瓜
(14%)、百香果(8%)與葡萄(7%)。其他作物包括雜交梨、
蓮霧、桃子與柑橘之組培研究所佔比例不到10%。整體
而言，組織培養技術在果樹類作物之應用基本上可分為
兩類，一為利用莖頂培養技術去除系統性病毒病害病，
進而利用不定芽之增殖生產無病毒種苗，此類技術應用
在香焦、葡萄與百香果已有具體成效。另一類則是配合
雜交育種計畫，利用胚培養技術克服雜種胚發育退化問
題或利用珠心組織的培養，誘導珠心胚的分化進而進行
營養系之繁殖。此外，組織培養過程自然產生的體細胞
變異特性也常被應用於抗病育種計畫中。例如，台灣香
蕉研究所以體細胞變異進行抗黃葉病的選種，已成功的
育成抗病品種。近年來基因轉殖技術已日趨成熟，國內
第一個通過農委會隔離田間試驗之基因轉殖作物即是抗
輪點毒素病木瓜。由於基因轉殖細胞必須經由組織培養
技術再生成為植株，因此相關的木瓜基因轉殖研究，以
及細胞再生及組培生產體系之建立上也有豐碩之成果。
3. 蔬菜作物
近十年來國內學研單位投入在蔬菜作物之組織培養
技術開發以健康種苗繁殖技術為主，目標作物則與國內
的三級繁殖制度有關的馬鈴薯、草莓與大蒜（青蒜）為
主，其中馬鈴薯與草莓的莖頂培養配合去病毒技術與大
量芽體培養技術已能充分掌握，青蒜與大蒜去病毒技術
之開發則仍未有具體成效。其他蔬菜作物之組培技術相
關的研發成果則多集中於花藥培養、花粉培養、細胞培
養及體胚誘導與莖頂培養技術，主要目的著系配合育種
工作（雙單倍體育種）與高品質種苗之生產。十字花科
蔬菜作物因常有自交不親合特性，組培無性繁殖技術也
常被應用在自交系之維持上，例如甘藍的花粉培養，茭
白、芋莖及西瓜等作物頂培養皆有不錯的成果。近年來
配合基因轉殖所開發的細胞再生系統在甘藍、番茄、甘
藷作物也已有成功的成果。
4. 藥用及保健植物
金線連組培繁殖技術是藥用及保健植物最成功的技
術開發例子，相關組培種苗產業及其衍伸之保健飲料在
1990年代中後期曾風光一時。由於中草藥植物各有其藥
理作用，目標作物之選擇常與當時的流行有關，也常因
研究人員的認知不同而有所差異。目前被選為目標作物
的種類有石斛、柴胡、當歸、白芷、丹蔘、半夏、延胡
索、一點、八角蓮等，其中石斛的組織培養體系經由技
術移轉而已朝產業化方向邁進，其他藥用作物之研究成
果目前仍止於實驗室成果階段，成果無法進一步推廣至
產業，除了產品行銷問題外，藥用作物本身的產品定位
不清，也是一大問題。
5. 林木植物
以台灣紅豆杉之細胞培養紫杉醇二次代謝產物是組
織培養研究成果應用於林木類作物典型的例子。林業試
驗所近10年來投入大量的研發經費於紫杉醇之生產，所
掌握之關鍵生產技術並已開始進行技術移轉。其他林木
包括台灣油杉、胺樹、泡桐、銀杏、烏心石、相思樹、
檜木、牛樟山毛舉等樹種之組織培養技術之開發主要著
重於優良樹種之無性繁殖。部分樹種如台灣油杉，因杉
毬果所產之種子空粒比例高且其幼苗根系易腐爛而枯
死，繁殖不易，組織培養等無性繁殖方法來即成為培育
6 農業生技產業季刊／ 2005 年 第一期花卉、水果及蔬菜種苗
6. 農藝作物
農藝作物如水稻、玉米、大豆雖然以種子繁殖為
主，然而在組織培養研究中經常被作為技術開發之主要
對象。國內學研單位經多年之努力，目前所掌握之相關
技術包括建立花藥培養單倍體植株與染色體倍加技術、
細胞及原生質培養及再生技術與未成熟胚之培養技術。
目前全世界以商品化基因轉植作物中，農藝作物佔了大
部分，前述有關細胞再生技術的掌握對於相關基因轉殖
作物品種之開發絕對有關鍵性之助益。值得一提的是，
國內過去在水稻作物相關組培研究已累積大量的研發成
果，水稻花藥培養也曾實際配合育種工作執行多年，相
關細胞培養及再生技術也已實際利用於基因轉植植物之
生產。
7. 組織培養自動化
組織培養本質上屬於勞力密集產業，培養技術之掌
握固然重要，相關生產自動化技術的掌握則決定其生產
效率。近5 年來國內組織培養自動化領域在生物機電研
究人力的投入下，開發了不少自動化機組，如自動洗瓶
機、培養基自動分注系統、培養室光電控制系統等，這
些機組設備多以實際推廣至產業上，對於組織培養產能
與效率的提升有相當大的影響。
二、生技種苗產業現況分析
雖然國內有關植物組織培養技術開發涵蓋之作物種
類相當廣泛，但根據農委會種苗改良繁殖場針對國內組
培種苗產業的調查資料顯示，基於市場之需求與自有品
種之開發程度，台灣組培業者所經營之作物種類中花卉
作物佔了95%以上。果樹類中之香蕉組培苗生產數量與
產值雖大，但幾乎完全由台灣香蕉研究所供應，民間業
者並無參與。蔬菜類、林木類與農藝作物雖偶有業者生
產，但多為少量生產，不具產業規模。基因轉殖木瓜因
尚未能合法化則不列入統計。
以生產作物大類為分析指標時，蘭花類作物自1998
年起即成為為組織培養產業最主要目標作物，2002-2004
年間，所佔比例更高達85％左右（圖二），其餘15％則
分別為切花類作物、觀葉植物、球根花卉與特用（藥用）
作物，各單一作物所佔比例均低於5％。 蘭花類以外之
作物組培苗生產並未受國內業者重視，無自有品種，國
內市場需求有限，國際市場無法開拓應是主要原因。藥
用（特用）作物類方面，金線蓮在過去由於價格高，野
生植株數量少而人工栽培成功率低，在1998 至2000 年
間曾是許多組培業者主要或重要之兼營作物。近年來由
於市場有供過於求之現象，其產品由原本用於傳統中藥
之用途，轉而成為保健飲料之原料之一。
深入分析蘭花類各作物種苗之生產情形，由於品種
優勢與相關種苗栽培設施規格化與生產技術之純熟，
2002-2004年間蝴蝶蘭仍為內外銷之主力產品，佔總蘭花
類種苗生產量之42％（圖三）。其次依序為文心蘭（19
％）、拖鞋蘭、虎頭蘭與國蘭（約各佔8％）。文心蘭一
2005 年 第一期／農業生技產業季刊7花卉、水果及蔬菜種苗
直被國內業者視為另一項極適合發展之花種，雖然近年
調查資料顯示所佔比例略有降低現象但總生產數量並未
有衰退趨勢，每年維持在1,500 萬苗左右。現階段文心
蘭種苗以供應切花為主，但實地訪查發現，盆花型文心
蘭種苗之需求量亦有增加趨勢，配合防檢局推動之健康
種苗驗證制度，其前景應仍大有可為。
其他蘭科作物如嘉德麗亞蘭、石斛蘭、拖鞋蘭、虎
頭蘭及國蘭所佔比例相當。值得一提的是，拖鞋蘭類種
苗並未納入1998年調查項目內，主要是該作物受到瀕臨
絕種野生動植物國際貿易公約所管制，而當時國內並未
有相關法規可為申請CITES依據。自1999年4月間農委
會頒佈「人工培植拖鞋蘭登記及輸出管理作業要點」
（2002年1月間修訂為「人工培植拖鞋蘭證明文件申請須
知」），此項作物才開始有較具體之貿易行為，短短數年
間產業之發展規模及種苗品質已具相當水準。近年來業
者之育種目標有由趣味玩賞轉向一般消費市場之趨勢，
未來發展潛力無限。
三、產業關鍵技術需求分析與生技種苗研發方向
生技種苗產品基本上包含了基因轉殖品種種子苗與
組織培養種苗兩類，基因轉殖種子苗目前雖尚未有產品
上市，但學研單位已累積大量研發能量，部分基因轉殖
作物已進入生物安全評估試驗階段，未來此領域之產業
仍值得期待。組織培養種苗產業部份，由目前之產業現
況可以看出，花卉類之生技種苗產業中極重要之一環，
特別是蝴蝶蘭產業經多年來經營業者之努力，目前產值
已居世界領先地位。但不可諱言，相關產業所面臨的技
術、管理乃之策略思考問題仍多，因此如何透過技術的
創新以突破產業的發展瓶頸，有待產官學各方共同努
力。
1. 基因轉殖品種育成與基因轉殖平台之建構
全球基因轉殖作物之栽培面積自1996年起每年呈穩
定的成長，目前栽培面積已突破8,100 百萬公頃。由於
基因轉殖產品對於生態環境與人體健康仍受到多數的消
費者所關切，且其品種在育成後必須再額外投如相當多
的經費與時間進行生物安全評估試驗，通過者才得以自
由釋出。其經費與人物利的投入遠高於一般傳統育成之
品種，因此，在基因轉植品種目標作物之選定不可不
慎。國內學研單位對特定外原基因掌握已有一定的成
果，但是對於目標作物之選定卻往往缺乏完整之評估，
導致後續基因轉殖品種商品化困難，例如目前的基因轉
殖木瓜所用的受體植物為全雌性植株，雖然植株具抗輪
點毒素病特性，但因果形市場接受度不高，農民在熱潮
過後就興趣缺缺。歐美國家轉基因品種與種苗以農藝作
物為大宗，因有其土地栽培與生產成本優勢，而我國之
發展基因轉殖產品之優勢在哪裡，市場在哪裡，值得學
界與育業界共同思考。
就基因轉殖品種育成效率而言，除特定基因之選質
與構築外，穩定而高效率之基因轉殖技術是成功的主要
關鍵。一般所使用之基因轉殖技術不論是利用基因槍、
農桿菌或是電穿孔方式皆須配合基本的細胞或組織再生
等基本的組織培養技術。以目前特定基因被解序完成之
速度而言，未來基因轉殖技術本身相信是基因轉殖品種
育成速率之限制因子。換言之，未來基因轉殖將有機會
成為一獨立之生技服務業，國內生技領域如能建構高效
率之基因轉殖平台，相信將有助於提升我國生技種苗產
品之國際競爭優勢。
2. 品種優勢與組織培養種苗量產技術
以目前國際生技種苗產業之商業行為而言，主要生
技種苗輸出國多以農藝作物之基因轉殖產品為主。國內
因客觀因素，相關基因轉殖產品尚待將強，短中期之生
技種苗基本面主要仍需仰賴組織培養種苗產業來維持。
組織培養產業的發展除了基於市場需求外，與相關品種
權之掌握有絕對之關係，歐美國家之組織培養種苗生產
以花卉類之觀葉植物為主，充分掌握品種優勢是關鍵因
素。我國蘭花產業至目前仍具有國際競力，種苗經營業
者能有效掌握品種優勢也是主要原因之一。整體而言，
品種種原收集與選育工作早已普深植於產業中，品種育
成之雜交技術多數業者大體均能掌握。基於市場之需
求，部分蘭花類作物，如文心蘭或拖鞋蘭之遠原雜交亦
被納入業者之育種計畫中，但對於部分組合雜交困難或
屬間雜交親和性不容易掌控等瓶頸，尚缺乏突破性的關
鍵性技術，值得學研單位積極開發相關組培技術加以協
助解決此一瓶頸。
歷年來學研單位的研發能量雖高，但是成果散見於
各作物中。就基礎研究而言，研究學者選擇自己偏愛的
作物種類無可厚非，但若就協助產業發展的角度而言，
集中研發能量於共同的目標作物是扶持產業最有效率之
8 農業生技產業季刊／ 2005 年 第一期花卉、水果及蔬菜種苗
方法。如前述，組培產業之發展需以品種優勢為後盾，
而花卉作物中的蘭花則是最有潛力之目標作物。蝴蝶蘭
種苗過去市場之需求一直以實生苗為主，業者所具備之
相關培養技術已相當成熟。近年來由於國際市場之需
求，分生苗之生產量正逐年提昇。利用擬原球體(PLB)進
行種苗增殖是目前多數業者採行之方式，但植株容易產
生變異是最大之隱憂。利用PLB增殖特性及瓶苗形態觀
察雖可早期篩檢可疑變異株，但是業者間技術與經驗水
平差異頗大。以不定芽方式增殖種苗，植株發生變異的
比例相對較低，然而倍率與移植時機之控制須要較高之
技術層次，業者則普遍缺乏此關鍵技術。拖鞋蘭種苗之
銷售目前主要以實生種苗為主，由於不同雜交組合間之
實生苗繁殖效率差異極大，特定雜交組合之供應量常因
不穩定或無法預測而影響市場商機。大量供應優良種苗
一值是業者努力目標，但由於組織培養分生繁殖技術瓶
頸至目前為止仍無法突破，單一品種之種苗量產幾乎不
可能，未來有關組織培養之分生繁殖及花期調節相關技
術如能突破，對產業的發展將有明顯之助益。其他種類
之蘭花，歷年來有關組培繁殖技術之研發能量偏低，缺
乏量產所需的各項關鍵技術，致使種苗無法計畫生產，
一直是產業發展受限的重要原因。如何提高組培種苗生
產效率是現階段產業所急須解決之問題。
藥用作物多年來一直是國家型計畫重點支持研究成
果產業化的項目，但這些年來相關產業發展進展仍相當
緩慢，這是值得注意的現象。除非是利用細胞培養生產
特定代謝產物，否則組織培養種苗產業畢竟是種苗產業
的一環。組培種苗出瓶後仍需回歸於溫室內或一般田間
培育。而其栽培生產成本與產品品質往往決定產業的成
敗。歷年來研究單位進行之藥用作物種類眾多，少部分
種類也的確有產業化潛力，多數作物前景則尚待觀察。
四、綜合分析與建議
協助生技種苗產業建立優良品種競爭基石，掌握高
品質種苗生產技術優勢，是口號也是政府研究單位共同
努力之目標。從種組培種苗產業之發展歷史，可以很清
楚看出關鍵技術掌握的重要性。各類重要作物種苗生產
所仰賴組織培養技術，政府相關研究單位的確在此方面
投入不少心血，也奠定產業發展之基礎。不可諱言，產
業的前景須有創新的技術及產品之引進，但是，產業發
展的基本面更須由紮實的組織培養技術來支撐。如何兼
顧當前與未來的產業發展，值得科技研究決策單位深思
了。
我國以蝴蝶蘭種苗為主體之生技種苗產值逐年提
高。整體而言，國內近五年來國內組培業者由少量多樣
化之經營特質，轉而以蘭科植物單一作物為目標之專業
性生產。然學研單位之研究仍維持一定的多樣性。基本
上產業的前景需有多樣化的研發成果來因應瞬息萬變的
市場汰舊換新機制，但產業的現況仍需即時的技術支援
以確保其競爭優勢。生技種苗產業中基因轉殖品種的開
發雖尚未有具體的成果，但前景仍可期待，惟應積極建
構基因轉殖技術平台以加速產品之育成。組培種苗生產
方面，相關產品在外銷市場上仍面臨強大之競爭壓力。
為保有競爭優勢並因應加入WTO 後產業結構必然面臨
之轉型調整，今後生技種苗相關產業之推動，在政府單
位除宜思考如何輔導種苗業界進行應有之調適，並配合
相關科技研發及有關法令政策之推動，以改善產銷制
度，促進產業升級，增強產業競爭力。相關種苗業者則
應充分利用科技研發成果提昇產業層次，掌握種苗生產
分工之理念，開拓國內外市場。此外，為確保品種優勢
並相關之智財權，已具商業價值之優良品種在推廣銷售
前即應主動積極向我國及主要外銷國申請品種權力保
護。相信生技種苗產業在面對世界各國產業快速發展之
情形下能順利轉型，維持生技種苗產業及整體農業之永
續經營。
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