透過氣耕栽培技術將有助於瞭解樹薯根部特徵的發育情況
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2019-12-26
樹薯(cassava, Manihot esculenta，又稱木薯)原產於熱帶地區，屬大戟科(Euphorbiaceae)根莖作物，其根部可食用，常被製成樹薯粉，可提供大量的碳水化合物及熱量，是許多地區的主要農糧作物。傳統研究樹薯根部的做法，多刨除其根部周邊覆土，將組織取出後加以研究，然而此種做法將會造成組織壞死，甚至是植株個體死亡，增加品種選育及品系保存方面的難度。
為了在不干擾樹薯生長的前提下，方便持續觀察其個體生活史與組織發育情況，並應用在品種選育方面，哥倫比亞國際熱帶農業中心(原文：Centro Internacional de Agricultura Tropical，英譯：International Center for Tropical Agriculture，簡稱CIAT)與英國諾丁漢大學(University of Nottingham)所組成的研究團隊便致力發展以氣耕(aeroponics)為主的栽培技術，試圖透過低設施成本且不傷害作物生長設施研發，觀察樹薯根部的發育情況，揭開樹薯根部在土壤底下不為人知的祕密。【延伸閱讀】採用智慧化氣耕栽培的垂直農業技術
研究團隊在研究中一共發展出3套以低成本建置的氣耕系統，分別是半氣耕系統(semi-aeroponic system)、噴霧型氣耕系統(aeroponic mist system)及滴灌型氣耕系統(dripponics System)。透過上述低成本建置的氣耕系統，可方便樹薯育種者以在不傷害植物組織的前提下，觀察樹薯貯藏根(storage root)的組織發育情況，便於育種者選育出喜愛的栽培特徵。在研究團隊的實際研究測試下，認為噴霧型氣耕系統可即時觀察樹薯根部錯縱複雜的發育情況，該氣耕系統同樣也提供根部組織足量的氧氣促進其生長。除此之外，研究團隊也透過氣耕系統，研究將植物生長素(auxin)在根部發育初期所扮演的角色及影響，可藉由表徵性狀的變化，找出可能參與樹薯根部發育生長的調控基因，為遺傳改良(genetic improvement)、永續集約農業(sustainable intensification)、加速作物生長等多方研究帶來重要的參考依據。
研究團隊避免以刨根鏟除覆土(shovelomics)，在不傷害樹薯的前提下，觀察作物以氣耕環控(controlled environment)栽培的生長狀況，並以此做為加速育種的栽培手段。
該研究由英國生物技術暨生物科學研究委員會(Biotechnology and Biological Sciences Research Council，簡稱BBSRC)、國際熱帶農業中心、諾丁漢大學等單位資助。詳細研發成果已發表在<Plant Methods>
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