vi siid liongˇnguiˇgiˊzogˋdabˋ iˇsiugˋmiˊge voˇeˋgiˊinˊqionˇgieˋxidˋ
文 黃思齊｜攝影 林科呈
「氣候異常、人口越來越多，每個人能分配到的耕地只會更少，糧食或許不再是所有人都能買到。」
全球人口的飛速成長，加上極端氣候與人為開發造成的耕地面積縮減，傳統的耕作方式已經逐漸難以因應糧食的基本需求，也讓基因工程成為下個世代的重要農業科學研究議題。水稻是世界上僅次於小麥與玉米的第三大糧食作物，而分子生物學家、中研院院士余淑美投身三十餘年的研究，便是圍繞在「水稻基因功能」這項重要的課題上。
基因定序與功能研究
水稻有 12 條染色體、四萬多個基因，遠多於人類三萬多的基因數量，可想而知，水稻改良是何 等艱鉅的工程——而關鍵的首要工作，是必須進 行水稻基因體的「定序」。簡單來說，未定序的 DNA 鏈，就像一條長長的模糊亂碼，雖然知道一個位置必然對應一個基因，卻不知道兩者以什麼樣的方式彼此對應，以及個別基因代表著什麼功能。因此需要透過兩組基因資訊的交互參照，先訂定出所有「基因亂碼」在染色體上的正確位置與順序，接著解讀個別基因資訊代表的意義與功能。
就像知己知彼才能戰勝偌大未知的基因功能領域，余淑美接續聊起近年告一段落的「國際水稻功能性基因體計畫」，包含她在內的台灣學者們，當時的主要任務就是透過研究基因突變造成表徵的改變，進而瞭解個別基因的功能和運作方式。
在水稻培育中觀測變異
作物的表徵特性在學術研究領域稱為「農藝性狀」，指的是農作物的植株高度、葉片寬窄顏色、種子大小重量等性狀，以及這些作物是否耐淹水、抗旱、耐鹽、抗病蟲害，以承受險峻的氣候環境。不同性狀之間，也可能有功能上的關聯，「例如我們有一次發現一個很矮的突變品系，據此發現可以控制高度的基因，居然與抗逆境相關。」
培育基因轉殖水稻過程中，會從培養基中組織培養，再到溫室土盆中培育，最後種植在實驗田中，實地應對自然界環境和氣候。經過轉殖的稻米有的生長強壯、有的穗實飽滿，甚至還有的耐 乾旱或淹水，一株株逐漸展露未來糧食的樣態。
而水稻基因研究的重要性還不僅止於改良水稻本身，由於各種穀類作物都有親戚關係，現下的研究成果，更可能衍生成為其他穀類作物的研究基礎。不過，余淑美也坦率地說：「目前已經了解功能的水稻基因，還不到整體的 5%。」顯示出基因功能的研究，必然是條長路。
基因工程的未竟之業
其實生物研究，從來是牽一髮而動全身，「幾乎沒有一個問題，可以完全得到解決。」余淑美分享道。因此就算獲得某項重要發現，也不代表人類澈底了解這個題目，只能根據潛力與應用性， 判定該課題已經達成的階段性成果。「研究的過程也是累積工夫的過程，能簡單學到的事誰都會做，一定要比其他人有特色，才會有競爭力。」 只見她言詞間流露對基礎研究的重視，以及面對 未解之謎的熱情。
問起接下來的聚焦方向，余淑美解釋，水、旱災也好，極端氣溫或病蟲害，其實有不同的環境問題在全球各地輪流發生，造就的威脅程度也沒有強弱之分。「雖然不一定會先發展哪種優勢性狀，但我自己更感興趣的是水稻的耐水和耐旱特性。」因為水稻能在水田中存活的特性，少見於其他植物，自然成為她關注的重點之一。
「氣候異常、人口越來越多，我們不可能再去 砍伐森林，因此每個人能分配到的耕地只會更少。以後糧食可能越來越貴，或許不再是所有人都能買到。」余淑美認為，要讓糧食供給追上需求的方式，根本上還得仰賴基因工程改良技術，盡快研發出更耐受環境改變、且產量更高的作物。
她的明日科學
作為科學家，余淑美對於未來大致樂觀。她認為重視環境是目前全球的共識，各國都積極投注資源在環境議題的科學發展當中，以解決未來可能發生的問題。
至於對她而言最熱切的科技想像，則是老化問題的解決方案。「我最不喜歡身體健康一出問題，就去坐輪椅！」余淑美認為，生物機能若不活動就會退化，因此很期待各式輔具和 AI 照護機器人的發明，透過更完善的預防保護和行動協助，讓高齡者可以延緩退化的速度。除此之外，回應到她投入的基因研究領域，她笑著表示，將來老化細胞回春的夢想是有可能實現的，遺傳病的治療也非遙不可及，「現在好像沒有什麼不可能的事！」到了接近從心所欲之年，依然充滿年輕活力的余淑美，嘴巴上說著知天命，但是全身上下仍然蓬勃著為了改造世界而激昂的力量。
操作 ╲未來號╱ 生存提案
面對即將到來的諸多危機，假如有艘未來號，能引領人類由頭來過或宇宙移民，我們應該帶上哪些東西？
1 水
2 厭氧微生物
糖與水是所有生物的必要物，如果要到別的星球去，我會帶不需要氧氣的微生物還有糖與水，讓它們自己發酵大量繁殖生物質。人類可以吃這些微生物，再把排泄物供給這些微生物使用，創造一個小小的循環，有可能不至於餓死。
⬆基因與客家
從小在外埔、東勢等地生活的余淑美，父母皆有客家淵源。在她眼中客家的堅毅特質和基因演化似乎有所相仿，「所有生物的演化經常出現在遭逢逆境時，對於人類來說，逆境往往帶來活下去與團結的力量。」，正是在於不同文化時空背景下，會展現出不同的最適姿態。
⬆基因功能解讀
要確認水稻的個別基因對應到哪些功能，余淑美解釋，主要方法是先利用基因轉殖大量造成水稻基因突變，再透過插入基因序列的位置對照水稻性狀的變異狀況，便能確認某一段基因可能扮演什麼角色。
⬆基因工程食物的安全性
深知大眾疑慮的余淑美，對於基因工程改良食物如此分析，她解釋，比起一般商品，所有的基因改良食物在上市前，反倒會更謹慎地安排各種食品安全測試，不僅經過科學管理，也因為產量大而能壓低價格；「何況自然界的動、植物基因經常在變異。」接著她笑著秀出了一張賣場冰櫃的照片，說她都推薦大家買安全經濟的基改豆腐。
