以靈芝作為基因轉殖作物的開發研究
基因轉殖作物是生技產業中相當重要一項研發
項目，由1970年末至1995年間，許多農業生技公司
投入基因轉殖植物的研發，依Global Industry Analysis
統計， 2000 年農業生技的市場產值美金27 億
元，其中基因轉殖作物就占其中之美金21 億元。
2004 年市場成長至美金30 億元，西元2010 年將成
長至美金60億元，平均年成長率為11.2%。基因轉
殖作物的研發大致可分為三階段，西元1995 年.
2002年第一代作物的發展目的是在改變作物特性，
例如抗蟲、疾病、耐除草劑、增加產量、加速生長
及保鮮等，以降低成本。第二代作物是從西元2003
年開始，預期會持續到西元2010年左右，主要目標
在增加作物營養價值，如添加β 胡蘿蔔素的黃金米
及甜甜米、高維生素作物等，以期食用者食用時達
到保健目的。第三代基因轉殖作物發展預計將從西
元2010年開始，以基因轉殖作物生產人類醫藥品，
稱之為分子農場(Molecular pharming, biopharming 或
pharming)。分子農場指的是利用基因轉殖動植物生
產具有醫藥用途或其他具有商業價值之產物，它的
目標是提供一個相對安全、大量且便宜的生產方
式。其中基因轉殖作物是最具有經濟效益的工業用
或醫療用重組蛋白生產方式，目前分子農場的研發
目標包含生產特用產物以及開發食用疫苗等，其中
以生產特用產物例如抗體、膜蛋白、人體酵素以及
開發食用疫苗最具潛力。
除了植物以外，絲狀真菌同樣具有發展潛力。
在80年代就開始以麴菌(Aspergillus spp.)從事牛凝乳
.(chymosin)商業生產，人類的免疫球蛋白也可以麴
菌生產，以麴菌表現B 型肝炎病毒抗原的成果更顯
示使用絲狀真菌生產類病毒顆粒(virus-like particle)的
可行性。因此絲狀真菌，在分子農場的開發應用具
有無限的潛力。尤其是菇類，除了具備絲狀真菌等
微生物之特性外，更是大眾所喜愛的食物，菇類
同時具有微生物和植物的優點，不但生長快速、易
於操作，相較於植物更容易於密閉的環境中栽培，
且基因無法跨種傳遞，大幅降低基因污染風險，因
此以菇類表達異源基因系統的開發更有其必要性，
除了可取代目前已有的植物系統外，更可開發新應
用領域，將分子農場的價值擴大。
以育種的角度而言，傳統育種耗時費力，所以
近年來，研究人員希望使用細胞融合、基因重組等
新生物技術，改進菇菌的性狀達到育種的目標。開
發中的菇菌基因轉殖系統，將導入特定外來基因片
段於菇菌細胞染色體內，待外來基因啟動表現後，
除了分子育種的應用之外，還可將菇體視為新的表
達系統，成為生產特定蛋白質的分子農場。目前利
用農桿菌進行洋菇基因轉形主要以荷蘭、英國及美
國為主(Burns et al, 2005, Chen et al, 2000)，日本以則
化學法或電穿孔法進行香菇基因轉形，皆已在菌絲
體中成功表現出綠色螢光蛋白(green fluorescent
protein) (Hirano et al, 2000)。
靈芝為重要的藥用真菌，已有長期分子層次的
研究的基礎，自然成為東方國家發展菇菌基因轉殖
系統的優先選擇。中興大學植物所曾經以泛宿主載
體pAN7-1上的抗hygromycin B基因hph為篩選標誌
建立其基因標的轉形系統。由靈芝單核菌絲製備的
原生質體進行聚乙二醇- 氯化鈣法轉形後，分析所
有不同的轉形株發現其菌落形態、生長速率與抗
hygromycin B能力不一(1998)。 2001年中國首先發
表以香菇來源的GPD promoter 啟動以電穿孔法轉形
的綠色螢光蛋白基因與其他報導者基因於雙核的靈
芝菌絲體中，並在螢光顯微鏡下成功觀察到被激發
綠色螢光的轉形株(2001 Sun et al,)，靈芝基因的轉
形系統與其他食用菇幾乎同時被建立。2004年韓國
發表以restriction enzyme-mediated integration的方法
進行靈芝單核菌絲基因的轉形，不但可以提高轉形
率並且有助於轉形株的篩選(2004 Kim et al,)
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