撰文╱
陳述博士 農業部農業試驗所遺傳資源與生物技術組組長
林彥蓉博士 國立臺灣大學農藝學系教授
繼上篇「千萬年來持續育種 種原的種類有哪些？」，本篇從種原收集與保存的重要性談起，包括如何收集、保存方式及種原庫運作。除了國家政府的基因庫保存，傳統農業社會的農民留種展現「藏種於農」，農民保種工作與種原庫的功能同樣重要。面對多變的未來，作物遺傳資源，也就是種原的保護、探索與應用，將是農業永續發展與繁榮不變的基石。
由於人類過度開發、氣候異常破壞許多種原的棲息地，加上經濟和人口的成長帶動許多國家農業的發展、市面上的商業品種取代農民品種或地方品種，以及飲食習慣的改變減少對當地農作物和品種的需求，數以千計、萬計的種原急遽消失，尤其是失去對氣候和環境適應性的種原，糧食和農業的生物多樣性持續下降，亟需全球緊急行動。
種原收集與保存
聯合國農糧組織的報告中，持更正面、積極的角度來看種原收集與保存，在過去一、二十年中，人們愈來愈認識到保護和利用糧食作物遺傳多樣性的重要性。目前全世界大約有1,750個基因庫，其中約130個基因庫保存超過1萬個種原，全世界保存約740萬個種原，其中國家政府基因庫保存約660萬個。
在臺灣，有兩個重要的作物種原庫，一為位於臺中霧峰農業部農業試驗所的國家作物種原庫，數量達10萬份之多，另一位於臺南善化的亞蔬-世界蔬菜中心，其收集保存種原數量達6萬5千個。2008年設立在挪威的斯瓦爾巴全球種子庫（Svalbard Global Seed Vault）正式啟動，作為全球農作物多樣性的終極備份之所在地，臺灣國家作物種原庫和亞蔬-世界蔬菜中心繁殖的作物種原，也備份到斯瓦爾巴全球種子庫，作為異地的安全備份。
（1）種原收集
種原的收集是透過採集、交換或捐贈，將種子及其相關的資訊保存於適當場所的過程。這些材料的取得應該是合法的，符合相關國際和國家法規，如國際糧農植物種原條約（International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture, ITPGRFA）或生物多樣性公約（Convention on Biological Diversity, CBD），且輸入過程須遵守植物防疫檢疫法、檢附植物檢疫證明書及符合進口許可相關規範。
種原的收集或採集應使用適當的表格來記錄種原的相關資料，包括樣本的分類學、採集地點的全球定位系統（GPS）座標、所採集植物棲息地的描述、採樣植物的數量，以及其他重要的相關數據等資訊。
從農田或商店收集種子時，可以透過農民訪談獲得有用的附加訊息，例如文化習俗、前幾代種子的歷史和起源、用途等。野外採集應擬定明確的採集任務策略，採集過程中，採集者也應注意收集目標的族群數量及歧異是否受到影響。田間採集的種子很少能達到長期保存的條件和數量，後續應採取適當處理（例如後熟、乾燥、藥劑處理等）及繁殖，以符合長期保存的品質與數量。
（2）種原保存
種原具有一定壽命，種原活力會隨著時間、環境變化而逐漸下降。作物種原保存是指將作物的種子、胚芽、組織或細胞等保存起來，延長種原壽命，以便未來進行研究、保護、繁殖或利用。大部分植物種類的種子屬於正儲型種子（orthodox seeds）種子，能夠在乾燥和低溫條件下存活較長時間，以種子型式保存是最常見的保存方式，保存方法是將植物的種子經過適當處理和包裝後保存在乾燥、冷藏或冷凍的環境中。
無性繁殖作物種原保存的方法依保存的型態可分成活體保存（in vivo conservation）與體外保存（in vitro conservation）。活體保存是將完整的植株保存下來，可透過設立自然保護區或國家公園，將種原保留在其自然棲息地的原地保存（in situ conservation），或是將種原遷移他地的異地保存（ex situ conservation），例如保存於適當的植物園或保存圃。體外保存則是採液態氮超低溫冷藏保存（cryopreservation），或透過在無菌環境中組織培養的方式保存。
（3）種原庫
種原庫為種原保存重要設施，農委會（現農業部）於1993年在農業試驗所成立「國家作物種原庫」，為臺灣唯一專責辦理農作物種原保存及利用的單位。種原庫的種子保存設施可分短、中、長期庫，短期庫溫度為10±2℃，相對溼度50%以下，主要提供育種家短期材料保存使用；中期庫溫度為1±2℃，相對溼度45%以下，主要提供種原分贈、繁殖及特性評估使用，種子可保存30至50年；長期庫溫度為-18±2℃，相對溼度40%以下，作為種原長期保存使用，種子可保存80年以上。
國家作物種原庫保存了臺灣重要的作物，包含糧食作物、蔬菜、雜糧、特用作物等，數量達10萬份，是臺灣重要的糧食方舟，是農業生產的基礎，確保糧食供應的穩定性和多樣性。
然而，種原庫迄今已營運30年，保存的種原面臨活力嚴重下降的問題，在農業部的支持下自2023年起推動「次世代農林種原方舟-永續保存及產業調適應用」十年長期計畫，與國內各試驗改良場所共同合作，將現有種原逐年繁殖更新，廣泛收集原生或新種原擴增種原的多樣性，並循國際種原保存方式，以確保在未來30年（下一個世代）維持種子活力，同時推廣種原保存與在地保種的重要性，擴大種原的利用與服務。
參與式保種的重要性
種原庫的主要功能是長期保存各種作物品種的基因，確保其不受威脅。與其相對的保存方式為原地保種，實際栽培於田間的作物能夠自然演化成更適應新環境的新地方品種，並透過人為選拔加以保存。
透過現地保存讓作物能夠持續與其生長環境共同演化，這種保種策略不僅可以維護地方的農業多樣性，促進農業的永續發展，也有助於產生具有獨特性的地方品種。因此，遺傳資源除了依賴種原庫進行保存，種原庫以外的保存方式同等重要。種原庫以外的保種方式可透過參與式保種來達成，例如種原庫提供種原給農民種植，共同執行現地保種工作，或是透過合作計畫的方式分贈並善加利用種原。
農民的留種（seed saving）在傳統的農業社會行之有年，是一種現地保種概念。農民將收成的一部分種子，挑選表現優良者予以保存，用作來年生產的種子來源，在商業化品種成為主流之前，農民一直保持著留種的傳統。這種農民的留種行為不僅是為了自用，也為我們進行種子選拔和保存的工作，造就各地的不同地方品種。農民參與遺傳資源的保育，展現「藏種於農」的重要性。恢復農民的保種工作與種原庫的功能同樣重要，將地方品種收集進種原庫，或是種原庫將種子分贈至各地區種植，即是參與式種原保存工作的基礎。
安地斯山脈農民參與馬鈴薯保種，是全球廣為人知的農民保種案例，秘魯當地有超過3千多種獨特的馬鈴薯地方種，參與保種的託管農民通常是從父母或祖父母手上繼承地方種，並藉由種子交換和挑選當地品種的過程更進一步豐富其管理的馬鈴薯種原，每個農民可管理多達400種。因此，在馬鈴薯多樣性的搖籃安地斯地區，可了解到達爾文式「適者生存」的自然力量，在不斷變化的環境中，疾病和害蟲等生物逆境與馬鈴薯農業生物多樣性共同演化。傳統知識和馬鈴薯野生近緣種的存在使管理者的田地變成了「選擇的活實驗室」。由此可知，這種多樣性保護糧食系統的整體生產力和效率，不一定是最大產量，而是包含多種地方種於不同田地、整個季節的產量穩定性。
臺灣小米是參與式保種典範
國內的小米現地保種是一個參與式種原保存極為成功的案例。在國家作物種原庫保存著100種臺灣原住民族的小米地方品系，這些小米曾經是原住民族的重要傳統作物，但由於部落人口外移、老化或轉向種植其他高經濟價值的作物，許多原民部落不再種植小米。透過種原庫的推廣和民間自行發起重新種植小米的活動，許多原住民族向種原庫申請自己部落的小米品系帶回部落重新種植，包括新竹縣尖石鄉的田埔部落、南投縣信義鄉的望鄉部落、屏東縣霧臺鄉的霧臺部落，以及臺東縣延平鄉的巴喜告部落都是其中的例子。
小米重回部落後，社區成員進行原住民傳統混作栽培等工作，有人投入食農教育，希望下一代能繼續食用小米。同時，也有人利用小米讓部落的耆老回憶往事，致力於找回族語、傳統文化和歷史等。國家作物種原庫執行的小米現地保種工作，除了遺傳資源保育也產生許多附加價值，藉由小米種植，許多原民部落重拾自身重要的文化資產。
國家作物種原庫透過種原方舟計畫，執行參與式種原保存的工作，致力推動公私協力（public-private partnership, PPP）的遺傳資源保存和利用。在進行種原收集時，我們將優先考慮國內育種家可能會使用的材料，並與育種專家合作。目標是整合公部門力量，規劃辦理針對蔬菜、雜糧、稻作等種原需求的工作坊，以深入瞭解育種研究人員對種原的需求，同時協助引進新的種原。
種原庫也積極與國內種苗業者合作，進行需求訪談，主動建立公私合作夥伴關係，透過供應端和需求端的緊密結合，有效活化種原的利用。未來國家作物種原庫將透過方舟計畫的執行，持續保育並開發重要的遺傳資源，結合保種、育種及種苗，為臺灣建立永續農業體系，同時守護國家糧食安全。
種原於育種的應用
20世紀50至60年代間，半矮性小麥與水稻品種的育成，以其高產與適應性廣的特性，解決各國糧食危機，被稱為綠色革命或第三次農業革命。其中，臺灣地方種水稻「低腳烏尖」尤為關鍵，使臺灣稻躍上國際舞臺，成為農業史上重要的里程碑。此外世界各地也有許多地方稻種，具有多樣的特性與適應性。
這些多樣種原不僅包括傳統栽培稻種（O. sativa），還包括許多原具有不良性狀而較少被應用的野生稻。例如農試所早期利用多年生野生稻（O. rufipogon）育成抗褐飛蝨品種水稻「台農69號」，近年利用一年生野生稻種（O. nivara）中發現的新抗病基因，並藉由與之連鎖的分子標誌輔助選拔，成功將抗病基因導入水稻「台農71號」，結合種原間的優良特性，育成早熟、豐產、食味佳又具抗飛蝨的水稻「台農85號」。
除了提升產量與抗病性，隨著食品加工領域的發展，多樣種原在食品加工業中也發揮了重要作用。例如，富含油脂的落花生容易酸敗的特性一直是食品加工業面臨的難題，農試所從美國引進高油酸種原，育成適合臺灣栽培的落花生「台農11號」，大幅延長花生儲架壽命，減輕加工業者的壓力。
從臺灣低腳烏尖開展的水稻綠色革命，到落花生台農11號的育成，種原的多樣性為農業持續發展帶來多樣的機會。當前氣候變遷加劇、市場需求多元化、淨零、永續等社會議題的發酵與重視，將深刻影響農業前進的方向，面對多變的未來，作物遺傳資源，也就是種原的保護、探索與應用，將是農業永續發展與繁榮不變的基石。
