主要研究主軸

主持人: 陳全木(國立中興大學生命科學系/講座教授)

協同人員: 洪慧芝(國立中興大學生命科學系/終身特聘教授)、劉英明(國立中興大學生命科學系/教授)、陳昱璇(博士後研究員)、張若麟(博士後研究員)

現今的畜產與水產業為了動物的健康及預防傳染病，在飼料中添加各種抗生素已是普遍現象，進而造成抗生素濫用的問題，極易造成藥物殘留以及細菌抗藥性增強。歐盟已於2006年全面禁用此類抗生素於促進生長等非治療用途，台灣亦逐步限制動物性非治療型抗生素之使用，因此找尋新穎的抗菌、抗病毒與抗發炎物質並取代抗生素是最迫切的產業需求，而其中抗菌胜肽最具潛力。研究團隊擬研發大量表現抗菌胜肽之方法與發酵生產平台。以石斑魚體表抗菌胜epinecidin-1 (Epi-1)、牛豬及犬乳的乳鐵蛋白素lactoferricin B (LfcB)、克弗爾抗發炎抗氧化與抗病毒胜肽、促鈣吸收與抗關節炎胜肽等，作為量產目標。量產之功能性胜肽將進行體外細胞與動物功效試驗，並與主軸二的動物細胞驗證平台與水畜產動物生理功能驗證平台合作，進行一系列的抗菌與抗病毒測試及臨床動物的抗發炎與抗氧化及促鈣吸收試驗。研發成功之胜肽產品亦將與主軸三的鳥禽保種團隊合作，應用於禽類的飼料添加物之產品開發。

主持人: 劉宏仁(國立中興大學分子生物學研究所/終身特聘教授兼碩專班執行長)

協同人員: 李滋泰(國立中興大學動物科學系/特聘教授)、陳洵一(國立中興大學動物科學系/教授)、蔡佩倩(國立中興大學/副教授)、黃韋儒(博士後研究員)、吳怡瑩(博士後研究員)

飼料添加物以補充禽畜之營養、提高飼料效率及促進其生長、有效減少抗生素及藥劑之使用、防止飼料品質的降低及提高消化作用之效率等目的而微量添加於飼料之物質，目前因應農委會推動畜禽無抗/減抗飼養，飼料添加物更扮演舉足輕重的角色。近年來，因使用抗生素或化學製劑促進動物生長所造成畜產品藥物殘留問題及因應用非傳統性之飼料原料如大麥、小麥、裸麥或葵花子粕等之比例增加，使飼料用酵素之應用被重視。在配製畜禽混合飼糧時，常添加外源酵素以提高動物之生長或生產表現，如脂肪酶、蛋白酶等酵素等之應用以補充動物體內分泌不足或提高飼料消化率，另外如植酸酶、纖維素酵素、木糖酵素、聚葡萄糖酵素等之添加，則為單胃動物體內未能分泌之酵素。以外源添加可破壞木質纖維生物質之複雜植物細胞壁結構，以達穀類或豆科植物之澱粉及蛋白質等營養分易釋出與消化酵素作用，進而提高利用效率，且為了獲得較佳之飼養效果，同時可減少後腸微生物利用對營養基質的利用，而影響微生物增殖，因此可改善腸道的菌相及健康。另複合纖維酵素(含植酸酶、纖維素酵素、半纖維素酵素及果膠酵素等)也常被應用，飼料原料中所含有的植酸之抗營養因子，因植酸多會螯合磷等礦物質，形成植酸態磷，造成動物對磷的利用率下降，除造成浪費外，亦會造成土壤與水體的汙染，故植酸酶添加則可改善動物對飼料中磷之利用率，便可減少動物排泄物對生態的影響。因此消化酵素之飼料添加物，除可增加畜牧業者及農民收益外，更可提供消費者食品安全產品，並維護生產環境之永續經營，達到邁向科技創新、生態永續及價值共享的目標，協助達成目前政府推動淨零減碳之具體效益。

主持人: 陳彥伯(國立中興大學動物科學系/助理教授)

協同人員: 唐品琦(國立中興大學動物科學系/教授)、張嘉哲(國立中興大學生物醫學研究所/教授)、李滋泰(國立中興大學動物科學系/特聘教授)

益生菌(probiotic)為對宿主有益之微生物，且可藉由改變腸道微生物菌叢(microbiota)進而改善人類與動物之健康，目前腸道微生物之研究雖為熱門題目，但研究集中於人類及實驗動物，而經濟動物方面則仍為萌芽階段，因此了解與經濟動物生產或抗病相關之微生物菌叢分析，並依此評估其生產特性以及篩選適當之益生菌，將可有利於減少動物用藥之需求，以獲友善與安全畜產品生產。目前在前期計畫中建立了本土潛力益生菌庫，成功分離出具有抗發炎、腸道保健、皮膚保健、抗氧化與抗老化等不同面向之菌株，且完成技轉與商品開發。於本期計畫中利用前期計畫所建立之精準益生菌篩菌平台(包括抗發炎、抗緊迫、腸道保健、皮膚保健、抗氧化、抗老化與減緩黃麴毒素毒性等)，針對包括益生菌本身以及代謝物為標的之後生元(postbiotic)，自本土發酵食品(如本土克弗爾、泡菜與發酵水果等)，以及國內生產效率高以及管理優良之牧場(包括乳用、肉用與蛋用動物等)，進行初級產品與腸道內容物之採樣，並篩選特定菌株與建立菌株庫，進一步評估篩選出之益生菌其活菌、合生元(synbiotic)與後生元等不同型式之應用，並推動其商品化，以期能應用於改善人類與動物健康，在學術與產業上有所貢獻。

主持人: 趙裕展(國立中興大學昆蟲學系/講座教授)

協同人員: 胡釗逸(國立中興大學轉譯醫學博士學位學程/特聘教授)、徐維莉(國立中興大學獸醫微生物暨公共衛生研究所/特聘教授)、劉宏仁 (國立中興大學分子生物學研究所/終身特聘教授)、蘇鴻麟(國立中興大學生命科學系/教授)、鄧紫云(國立中興大學獸醫學系/助理教授)

現今各種動物，包括鳥禽疾病相當繁多，有些病原也同時是人類疾病的重要來源，研究調查顯示新興傳染病中有75%屬於人畜共通。有鑑於目前沒有廣泛可行的快速檢測方法，此子計畫將研發建立高效率以及涵蓋性廣的疾病監測平台，並聚焦在鳥禽以及重要的動物疾病，以利減緩鳥禽以及動物損失並可控制疾病在動物之間的傳播，以及進一步阻斷動物-人之傳播鏈。本計畫總體目標為發展各種鳥禽(含其他動物)疾病檢測、預防以及治療之平台，包括(1) 發展各種亞型流感的抗體檢測平台。並研究這平台可否作為鳥禽有效的檢測系統。(2)建立廣用性病毒載體(viral vector)系統，將製備假型病毒(Pseudotyped virus)應用於重要禽類(以及動物)疫苗和治療性抗體之開發，以及將病毒架構成為毒殺腫瘤細胞之利器。(3) 研發重大豬隻傳染病(例如：繁殖與呼吸道症候群病毒)之疫苗以及發展動物疾病之快速篩檢測試劑。

主持人: 林季千(國立中興大學生物醫學研究所/特聘教授)

協同人員: 王之仰 (國立中興大學獸醫學系/教授)、許美鈴 (國立中興大學生物醫學研究所/特聘教授)、賴財春(國立中興大學生命科學系/助理教授、莊凱程(博士後研究員)

家禽傳染性支氣管炎、禽流感、鸚鵡喙羽病等禽類傳染性疾病，對於家禽產業經濟衝擊甚大。而目前研究指出，飼料添加天然萃取物或植化物可改善或預防禽類疾病。而樹突細胞做為抗原呈現細胞，於先天免疫系統透過吞噬做用清除病原體，以抗原呈現過程調節後天免疫系統。藉由免疫防禦及免疫耐受功能維持動物體內免疫系統平衡。過去研究顯示，禽類疾病與樹突細胞之調節有關，例如：傳染性法氏囊病病毒 (Infectious bursal disease virus) 感染，顯著誘導雞隻樹突細胞成熟。Salmonella Enteritidis ghost疫苗可提升樹突細胞活化，並誘導樹突細胞介導之T細胞分化。新城病病毒為禽類常見感染的病毒種類，融合樹突細胞辨識胜肽(DC cells targeting peptides (DCpep)及病毒蛋白(virus hemagglutinin-neuraminidase protein (HN))，明顯提升雞隻腸道分泌型immunoglobulin A (SIgA) 表現，抑增加淋巴結內CD3(+)CD4(+) 細胞增生，顯示樹突細胞辨識胜肽為具潛力之新城病疫苗佐劑。據以上研究，樹突細胞可做為治療或預防禽類疾病之新穎標靶。本計畫篩選可調控免疫樹狀細胞活性之天然物及純化物作用機轉探討，以及天然萃取物及純化物應用於治療或預防禽類疾病之評估。

主持人: 陳志毅(中央研究院細胞與個體生物學研究所資深研究員)

協同人員: C. Lorin-Nebel(法國蒙彼利埃大學/副教授)、盧福翊(國立成功大學生物科技與產業科學系/副教授)、林家豪(國立高雄科技大學水產學系/助理教授)

近年因全球氣候變遷，水產養殖業經常面臨暖化、寒流、乾旱、暴雨等不穩定氣候造成的養殖水域環境溫度、鹽度、含氮廢物等驟變，導致重大的經濟損失。因此探討魚類生理從而了解其適應逆境之機制，可作為養殖業之基礎。本計畫在第一期高教深耕計畫的經費支持下，已建立「魚類逆境適應與生理調控研究平台」。以此為基礎，在高教深耕第二期計畫將持續與其他子計畫合作，並深化與海洋大學海洋中心及成功大學前瞻蝦類養殖國際研發中心之交流，借鑒他校之經驗，驗證其他子計畫研發相關生技產品對於養殖魚類抗逆境生理功能的效果。虱目魚(Chanos chanos)與金目鱸(Lates calcarifer)是年產量前幾名的重要廣鹽性養殖魚種，可在海水或淡水中養殖。因此，本計畫將以此兩種基因體資料庫完整的重要養殖魚類作為主要實驗魚種，探討養殖魚類對環境鹽度、溫度、含氮廢物的逆境適應基礎生理機制、建立養殖魚類抗耐逆境生物指標、與其他子計劃合作驗證抗菌胜肽、促生長酵素、益生菌、次世代疫苗等對提升養殖魚類抗逆境生理作用機制之效果、將驗證後適合養殖魚類使用的產物技轉商品化與培育水產領域青年研究人才。

主持人: 陳志峰(國立中興大學動物科學系/教授兼副院長)

協同人員: 李文雄院士(中研院基因體中心/特聘研究員)、黃貞祥(清華大學/助理教授)、Robert Reisz院士(加拿大多倫多大學生物學系/特聘教授；國立中興大學/講座教授)

聯合國糧農組織（FAO）提出的警訊，全球畜產動物遺傳資源，原有6000 多個物種，但過去15 年來，已有300 個物種滅絕了，特別是一些地方的品種正急遽銳減中。這些物種雖然缺乏高效率的生產能力，但是卻有抗病、抗熱與良好適應性等豐富的生物多樣性。本校建立「鳥禽類演化與基因體研究中心」，簡稱為iEGG 中心（integrative and Evolutionary Galliformes Genomics center），以鳥禽類作為我們探索自然法則的對象，建立鳥禽生物資源實驗動物平台，進行台灣土雞種原(基因庫)保存與遺傳多樣性的研究；並整合各動物園、鳥園等生物資源，建構代養與諮詢等服務的平台；與中研院合作，以次世代定序技術探討族群演化、並建立基因體資料庫，以加深對於雞的演化與不同雞群之馴化進程能有更多的瞭解，並將所獲得的資料，進行單一基因或多基因經濟性狀用之關聯分析，做為台灣土雞品種改良的分子標記。此外，恐龍在演化位階上較接近於鳥禽類，而恐龍胚胎化石絕對稀少。因此，可利用鳥禽生物資源實驗動物平台進行恐龍演化研究，結合電腦斷層掃描技術、生物力學結構分析，從演化、型態與發育生物學等角度出發，共同探討現生禽類的特殊遺傳資源及古生鳥禽的恐龍胚胎化石之骨頭力學特性與生物機制。

主持人: 鄭旭辰(國立中興大學生命科學系/助理教授)

協同人員: 王建鎧(中興大學動物科學系/副教授)、陳全木(中興大學生命科學系/講座教授)、唐品琦(中興大學動物科學系/教授)、黃三元(中興大學動物科學系/教授)、林怡君(國立中興大學動物科學系/助理教授)

基因編輯為目前最有效率之基因體操作方式。經由基因編輯胚胎幹細胞所產製的動物為實驗中不可或缺的工具，可以直接於動物體內驗證特定基因的功能；也可藉由品系交配，針對基因功能、基因調控與訊息傳導途徑間的交互作用進行實驗。然而，鳥禽獨特的生殖模式讓使用基因編輯胚胎幹細胞的策略充滿困難。因此須建立新的基因編輯動物產製平台。本計畫的基因轉殖畜禽動物的實驗平台有四個發展主軸：(1) 利用鳥禽遺傳資源中心所累積的特有品系（如羽色、產蛋、再生能力等性狀差異），繼續研發更有效率之因轉殖禽類產製方法。(2) 導入CRISPR/CAS9的基因編輯技術，用於發展特定位點之點突變品系; 例如；可調控表現時間與組織之轉殖平台；建立新型基因剔除方法；可以避免繁複之PGC 養殖與篩選過程。(3) 開發基因轉殖羊乳腺上皮表現系統，生產高價位的醫藥蛋白或動物用次單位疫苗的抗原蛋白之生產效能，提高台灣畜產動物的經濟價值。(4) 配合子計劃一、五、九等研究方向，產製不同基因轉殖品系．例如；參與羽毛兩型性之基因，其中包含參與荷爾蒙反應、細胞生長、細胞週期、色素合成以及其他生物物理機制。

主持人: 唐品琦(國立中興大學動物科學系/教授兼系主任)

協同人員: 紀凱容(國立中興大學物理學系/副教授)、鍾正明院士(美國南加州大學/教授)、吳平(美國南加州大學/副教授)

鳥類之繁殖期具多樣性，有春季繁殖者（如番鴨、鴛鴦）、秋季繁殖者（如鵝）、春/秋雙季繁殖者（如綠頭鴨）以及全年度繁殖者（如菜鴨、家雞）等四種生殖調控方式，其性腺亦隨動物進入繁殖季節與否，而具有功能或喪失活性，故季節性繁殖之鳥類，其性腺會於一年內重複退化與再生。此外，部分鳥禽之羽色亦會隨繁殖季節而改變，即褪換成所謂的婚羽/繁殖羽（nuptial plumage），或是非婚羽/非繁殖羽，故其羽毛毛囊亦於一年之間，進行換羽（molting）以及再生，甚至每次再生都依季節變化與性別不同而生長出相異顏色與形態之羽毛（婚羽或是非婚羽）。本團隊將以鴛鴦、綠頭鴨與金雞作為研究材料，結合內分泌學、基因體學與轉錄體學等技術，深究環境對於羽毛之性別兩形性、性腺季節性活性以及組織再生之調控。利用蛋白質體學及轉錄體學進行分析，包括 (1) 繁殖季節內外綠頭鴨/鴛鴦羽毛毛囊內不同組織特異性基因（包括黑色素形成相關基因、性荷爾蒙受體）之表現；(2) 採集繁殖季節內外雌雄綠頭鴨/鴛鴦身體不同部位之生長中羽毛毛囊組織，分析其RNA之差異表現；(3) 由試驗分析結果得到之候選基因，可由本研究中心主軸三子計畫八之動物基因編輯與保種生物技術平台，協助構築過表現以及減弱表現之基因載體，確認候選基因之功能。