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1 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告 Evaluation of Sterile Insect Techniques to Control Oriental Fruit Fly in Taiwan 計畫編號 :98 農科 檢 -B2(6) 計畫主持人 : 國立臺灣大學昆蟲學系石正人教授研究人員 : 國立臺灣大學昆蟲學系朱耀沂教授國立臺灣大學昆蟲學系陳秋男教授國立臺灣大學昆蟲學系吳文哲教授國立臺灣大學昆蟲學系石正人教授國立臺灣大學昆蟲學系楊恩誠副教授國立臺灣大學昆蟲學系許如君助理教授行政院農業委員會農業試驗所鄭允前研究員行政院農業委員會農業試驗所陳健忠研究員行政院農業委員會農業試驗所高靜華副研究員 台灣昆蟲學會 中華民國 98 年 7 月

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3 目 錄 序 摘要 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估...1 壹 前言...1 貳 東方果實蠅之重要性及現行防治方法概述...1 參 不孕性昆蟲技術之研發與利用...6 肆 釋放不孕性雄蟲防治東方果實蠅之實例...10 伍 台灣釋放不孕性雄蟲防治東方果實蠅之實例和檢討...12 陸 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性再評估...17 柒 結論...29 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議...31 壹 前言...31 貳 現行防治方法概述...31 參 未來研發重點方向之建議...34 肆 結論...37 參考文獻...39

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5 序 行政院農業委員會動植物防疫檢疫局委託台灣昆蟲學會辦理 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 計畫 本學會接受任務後, 旋即邀請當年及當前執行東方果實蠅防治工作之專家學者, 就此議題進行討論, 包括臺灣大學名譽教授朱耀沂博士 陳秋男教授 ( 前農委會植物保護科科長 ) 臺灣大學吳文哲教授 楊恩誠副教授 許如君助理教授 農業試驗所應用動物組鄭允博士 陳健忠博士 高靜華副研究員等 經過多次會議及討論後, 與會人員一致認為, 除了 可行性評估 外, 也應納入 防治技術與策略建議 因此, 本計畫報告即定案分兩章說明 : 第一章為 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估, 第二章為 台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 根據歷次會議紀錄及與會者提供之資料, 可行性評估 部分, 由許如君助理教授負責整理及執筆, 防治技術與策略建議 則由楊恩誠副教授負責 他們二位整理資料, 撰寫成報告初稿後, 再經過來回多次討論與修改, 終於定案付梓 本報告再次評估不孕性昆蟲技術之可行性, 並研擬具體可行之建議, 期能作為政府施政及決策之參考 本計畫執行期間, 感謝動植物防疫檢疫局植物防疫組方尚仁組長 陳保良科長及洪裕堂技正等, 不厭其煩的參與會議 修改報告, 特致謝忱 本學會總務組高麗真組長協助庶務工作, 一併致謝 台灣昆蟲學會理事長 石正人敬誌 2009 年 6 月 22 日

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7 摘要 本報告介紹東方果實蠅在台灣的經濟重要性 現行防治方法, 並評估目前以 使用鈷六十照射處理不孕昆蟲技術 進行東方果實蠅滅絕之可行性, 檢討為何採用現行之滅雄法 ( 以含毒甲基丁香油誘殺雄蟲 ) 防治東方果實蠅及其改進 政府目前進行的共同防治計畫已有相當的成效, 東方果實蠅密度由 1994 年每個誘捕器之 25.2 隻 / 天, 逐年降至 2008 年 6.5 隻 / 天, 但部分果農卻認為目前東方果實蠅危害較以往釋放不孕性雄蟲時嚴重, 其可能原因是現行採用之共同防治方法, 須果農配合於果園懸掛誘殺資材, 惟部分果農疏於使用或對其防治效果信心不足而未全力配合, 進而影響防治效果 ; 再者, 果農因評估收益比, 有時只採收較高單價的一期果品, 致使果園其它時間缺乏管理, 造成蟲源孳生 相較於早期農民均將所有果實採收, 甚至回收落果製做加工品, 有效減少孳生源, 加重東方果實蠅危害機會 最後, 由於年輕入大多往都市發展, 農村勞力老化且減少, 因此廢棄果園數量增加, 且粗放管理果園, 落果亦多而無人清理, 使果實蠅問題比以往嚴重 經過評估與實際之經驗, 利用不孕性昆蟲技術防治台灣地區東方果實蠅, 除了成本耗費不貲外, 效果也未必能令人滿意 以沖繩縣撲滅瓜實蠅為例, 日本中央政府將經費集中於最小的一個縣, 才能夠達成不孕性昆蟲技術的防治目標, 若以目前東方果實蠅密度的狀況, 即使投入全國農業的總預算也未必能予以成功撲滅 全域防治在東方果實蠅防治上, 已成為世界共通的概念, 規劃防治工作時, 對於族群擴散能力應審慎評估, 確實掌握族群動態, 精確規劃防

8 治工作範圍及指導農民採用最適合的防治方法 未來我國宜加強相關的研究, 以滅雄法為主, 滅雌法為輔, 以更有效降低東方果實蠅族群密度及偵測田間族群狀況 ; 同時宣導農民注意田間管理, 清除落果, 降低孳生源 ; 在危害嚴重果園, 採用套袋及噴灑化學藥劑, 降低果實受害率 此外, 推廣種植經濟價值較高水果, 加強教育宣導等, 亦為重要的防治策略

9 第一章 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 壹 前言 本評估報告將先介紹東方果實蠅在台灣的經濟重要性 現行防治方法, 並回顧 30 多年前 ( 年 ) 執行 使用鈷六十照射處理不孕昆蟲技術 來進行果實蠅防除技術之始末 再進一步評估目前以 使用鈷六十照射處理不孕昆蟲技術 進行果實蠅滅絕之可行性, 繼而檢討為何採用現行之滅雄法 ( 以含毒甲基丁香油誘殺雄蟲 ) 防治東方果實蠅, 並檢討現行防治方法之改進等 貳 東方果實蠅之重要性及現行防治方法概述一 東方果實蠅之經濟重要性 東方果實蠅 (Bactrocera dorsalis) 為台灣最重要的農作物害蟲之一, 其原產於印度及馬來半島等地,1911 年首次在台北萬華一帶之柑桔園中發現此蟲 該蠅之寄主植物全球多達 38 科 150 餘種 ; 在台灣則約有 32 科 89 種, 其中 29 種為非經濟栽培的寄主植物, 如欖仁 福木及七里香等 ; 經濟作物包括柑橘 桃 梨 番石榴 芒果 蓮霧 楊桃 印度棗等 30 餘種 由於東方果實蠅飛行能力強 賴以為食及繁衍之果實終年存在, 加上孵化後的幼蟲潛伏在果肉內蛀食危害 ( 圖一 ), 致噴藥防治不易, 更突顯其危害的嚴重性 該蠅係以產卵管刺穿果皮產卵危害, 並在果皮上形成疤痕或使果實變形而失去商品價值, 且圖一東方果實蠅幼蟲 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 1

10 幼蟲蛀食之傷口, 經常伴隨微生物寄生, 使果實腐爛 落果, 致造成產量減少 若果實內含有幼蟲或卵時, 即不符外銷檢疫之規定, 亦阻礙水果外銷 因此, 東方果實蠅實已嚴重威脅台灣地區水果生產和農民之收益, 並成為我國鮮果外銷之一大瓶頸 二 現行管理策略為有效降低東方果實蠅危害, 政府多年來皆推動共同防治工作, 推廣應用含毒甲基丁香油之滅雄法實施共同防治, 即使用含有 5% 乃力松之甲基丁香油誘殺劑, 在果樹栽培地區進行大面積共同誘殺東方果實蠅雄蟲之工作, 以減少雌蟲交尾機會, 進而達到控制果實蠅發生之目的, 以減輕果實受害率 另並推薦農民可使用含有馬拉松 三氯松 撲滅松及芬殺松之蛋白質水解產物或賜諾殺濃餌劑, 以誘殺果實蠅雌蟲 此外, 亦可於果樹上施用芬化利 賽扶寧及第滅寧等藥劑來防治果實蠅 果實蠅共同防治的組織架構可分為全國性和地方性, 全國性部分由行政院農業委員會動植物防疫檢疫局 ( 以下簡稱防檢局 ) 規劃年度計畫及目標, 農業試驗所及各農業改良場負責技術協助, 地方則由縣市政府規劃轄區之防治計畫 訂定防治目標及編列配合經費, 並督導地方性共同防治之推動 鄉鎮公所及農會則負責執行轄區之防治及推廣教育, 並督導果農確實配合執行共同防治 為有效掌握果實蠅發生情形, 防檢局每年均在全國重要水果產區選定 77 個鄉鎮進行果實蠅的疫情監測, 設置 613 個監測點, 涵蓋 果園區 廢園區 及 空地區, 隨時監測果實蠅發生情形, 並且每 10 天經由地理資訊系統分析, 發布疫情資料寄達各農會以利輔導農民適時進行防治措施 該密度資料目前已建置在電腦網路上, 供國內各農業試驗改良場所及農民能迅速獲得相關資料, 以提高疫情管理及防治時效 ( 如圖二 ) 此工作自 1994 年起已持續 15 2 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

11 圖二 蔬果重要害蟲 瓜實蠅 東方果實蠅 斜紋夜蛾及甜菜夜蛾 全國密度監測旬報 年 果實蠅密度由每個誘引器之 252 隻 旬 降至 2008 年約 65 隻 旬 防檢局自成立以來 每年均於各縣市政府推動大面積果實蠅防治工作 目 前共在全國 17 個縣市 包括 177 個鄉鎮的果樹主要栽培地區推動約 12 萬公頃 的共同防治工作 為提升誘殺資材之分發及使用效率 防治資材按各地區防治 面積 歷年果實蠅密度資料及水果產量產值等比重分配 做有效調配分發 並 依據疫情將高雄 台南 彰化及台中等縣列為果實蠅重點防治區 全年進行誘 殺防治 4 6 次 其它地區則於其主要發生期進行誘殺防治 3 4 次 另依每 旬的密度監測資料隨時機動撥發誘殺板 必要時推動緊急防治工作 雖曾在 1991 年時有農民反應誘殺效果不佳 經抽檢結果 確因殺蟲毒效成份不足 1994 年後藉由加強對誘殺資材之品管查驗 共同防治已達到密度降低之防治 第一章 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 3

12 投放誘殺板總數量 160 萬片 20.8 萬片 42 萬片 24 萬片 24 萬片地面投放成效 除於地面懸掛誘殺資材外,1995 年至 1999 年間, 增加以空中投放及地 面投放等方法進行防除, 惟因成效不彰及易造成危險 ( 如直昇機失事及誘殺資 材之劇毒農藥投放至民宅等 ) 而暫停施用 ( 朱等,1994; 黃等,1998; 鄭等, 表一 年度果實蠅共同防治實施概況一覽表 1) 年度實施方法 實施面積地( 一次防治量 ) 面懸掛分發誘殺資材 誘殺液空中投放總數量 ~ 萬公頃 ~ 萬公頃 誘殺板 萬片 萬片 ~ 萬公頃 由各縣市自行採購 2) ~ 萬公頃 ~ 萬公頃 ~ 10 萬公頃 萬片 128 萬片 120 萬片 實施面積 ( 一次防治量 ) 萬公頃 5.2 萬公頃 3.5 萬公頃 2 萬公頃 2 萬公頃 實施面積 ( 一次防治量 ) 萬公頃 6.5 萬公頃 9.8 萬公頃 13.5 萬公頃 投放誘殺板總數量 15.2 萬片 58.5 萬片 152 萬片 216 萬片 甲基丁香油年消耗總量 3) 實施緊急防治總面積重點地區自行雇工防治防治計畫總經費 ( 千元 ) 防治效果 約 23 公噸 約 58 公噸 空中及地面投放約 50 公噸 約 41 公噸 約 40 公噸 約 47 公噸 5000 公頃 5000 公頃 8000 公頃 公頃 公頃 7500 公頃 公頃 約 36,000 約 76,000 約 100,404 約 77,741 約 77,000 約 80, 隻 / 旬 (1994.7~ ) 隻 / 旬 (1995) 91.7 隻 / 旬 (1996) 61.6 隻 / 旬 (1997) 61.8 隻 / 旬 (1998) 1) 1994 年係配合緊急需要實施半年, 由農試所負責採購誘殺板, 並以雙倍量分發農民防治 2) 各縣市自行採購防治資材有誘殺板 誘殺劑 ( 瓶裝 ) 蛋白質水解物 農藥及黃色黏紙 3) 甲基丁香油消耗量計算法 :90cc [(90+2.7) 95%];50cc[(50+1.5) 95%]; 板 [ % 1.07%] 69.7 隻 / 旬 (1999) 4 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

13 2000; 陳和朱,1998; 劉,1992) 自 1994 年至 2008 年間之資材 經費運用 情形如表一 ~ 萬公頃 萬公頃 12 萬公頃 12 萬公頃 12 萬公頃 12 萬公頃 12 萬公頃 12 萬公頃 12 萬公頃 100 萬片 106 萬片 118 萬片 963,850 片 243,600 片 40 萬片 34.5 萬片 32 萬片 16 萬片 22 萬瓶 (90cc) 17 萬瓶 (90cc) 15 萬瓶 (90cc) 232,220 瓶 (50cc) 376,660 瓶 (50cc) 32 萬瓶 (50cc) 35 萬瓶 (50cc) 36 萬瓶 (50cc) 383,200 瓶 (50cc) 約 41.2 公噸 約 32.6 公噸 約 公噸 約 公噸 約 公噸 約 公噸 約 公噸 約 公噸 約 公噸 1200 公頃 約 45,700 約 45,000 約 45,000 約 45,000 約 45,000 約 45,000 約 45,000 約 45,000 約 45, 隻 / 旬 (2000) 85.1 隻 / 旬 (2001) 85 隻 / 旬 (2002) 85 隻 / 旬 (2003) 80 隻 / 旬 (2004) 80 隻 / 旬 (2005) 75 隻 / 旬 (2006) 70 隻 / 旬 (2007) 65 隻 / 旬 (2008) 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 5

14 參 不孕性昆蟲技術之研發與利用一 不孕性昆蟲技術發展歷史 不孕性昆蟲技術 (sterile insect techniques, SIT) 是種具有高度選擇性的防治方法, 只對標的昆蟲有效, 藉由大量釋放人工飼養的不孕蟲降低田間雌蟲的生殖潛能, 使其族群快速逐代降低, 最終達到滅絕之目的 此技術之觀念從 1916 年即萌芽,1930 年代才開始被接受,1950 年代則實際利用不孕蟲和正常蟲交配, 讓其產生不孕 目前, 此方法仍為許多國家利用於果實蠅或其他重要害蟲的滅絕及防治方法 惟並非每種害蟲都可利用此技術達到防治效果, 世界上曾應用此技術之害蟲共計有 23 種, 其中, 果實蠅佔 6 種最多, 不過其中僅地中海果實蠅 瓜實蠅及墨西哥果實蠅等 3 種果實蠅, 曾成功使用此技術達到全區域滅絕之程度 (Tan, 2000) 二 目前不孕性昆蟲利用之限制發展不孕昆蟲技術之目標害蟲需具備一定的交配行為特質, 包括 (1) 雄蟲交配時, 不需送禮給雌蟲之複雜行為 ;(2) 雌蟲不選擇配偶, 只要遇到雄蟲就會交配 ;(3) 性費洛蒙由雌蟲產生, 吸引雄蟲 ;(4) 雄蟲的生命期要長, 活力大, 並不需要去競爭交配或資源, 純粹是以蟲海戰術, 爭奪雌蟲交配 ;(5) 不具聚集性, 在所有棲息處都可進行交配行為等 具備上述特徵的昆蟲, 才適合發展不孕昆蟲技術 ( 表二 )(Fried, 1971) 當運用不孕性昆蟲技術時, 最終結果要讓野外族群的雌蟲完全不孕, 所以在釋放數量上, 必須是野外雄蟲密度的 9 倍以上, 且須持續釋放幾代後, 才可能達到滅絕效果 Pedigo 和 Rice(2009) 對不孕性昆蟲釋放結果進行推估, 假設野外雌蟲生殖後代數每代可增加 5 倍, 我們每代釋放不孕雄蟲數是野外雄 6 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

15 表二發展或操作不孕性蟲釋放技術之特徵 ( 改自 Dyck et al., 2005) 交配系統的特徴 有利不孕蟲技術 不利不孕蟲技術 雄蟲交配行為 簡單 複雜 雌蟲配偶選擇性 被動 ( 遇到就交配 ) 主動 ( 選擇雄蟲 ) 性費洛蒙 雌蟲產生, 結構簡單 雄蟲產生, 結構複雜 雄蟲特性 生命期長, 活力大 生命期短, 活力小 雄蟲間競爭 間接 ( 爭奪交配 ) 競爭交配及資源 交配的時空性 在全棲息處 聚集性 表三不孕性昆蟲釋放結果推論數 ( 改自 Pedigo and Rice, 2009) 代數田間雌蟲數不孕雄蟲釋放數 釋放後田間之雌蟲數 不孕雄蟲和正常雄蟲比 有生殖力的雌蟲數 1 1,000,000 9,000,000 1,000,000 9:1 100, ,000,000 9,000, ,000 18:1 26, ,000,000 9,000, ,579 68:1 1, ,000,000 9,000,000 9, : ,000,000 9,000, ,000:1 0 蟲的 9 倍, 透過不孕雄蟲和正常雄蟲的比例逐代拉大, 有生殖能力的雌蟲數逐代降低, 在第 5 代時, 釋放的不孕雄蟲是正常雄蟲的 18 萬倍, 最後才可達到滅絕之目的 ( 表三 ) 利用不孕性昆蟲技術收效的基本原則, 可以簡單一句話表示 ; 讓 10 倍數量且交尾競爭力不輸給野生雄蟲的不孕性雄蟲隨時在野外活動 因此, 野外雌蟲在 10 次交尾中只能得到一次有效的交尾機會, 在這樣的情況下, 能夠產受精卵的雌蟲只有 10% 以下, 如此連續數代, 從受精卵孵化之後代數, 漸趨近零而得到滅絕之事實 此時, 不孕性雄蟲之競爭力愈大, 且在野生雄蟲中所佔的比率愈高, 效果愈佳, 接近滅絕之期間也愈短 換言之, 當野生族群發生數量較多時, 所需的不孕性雄蟲數量愈多, 其所需養蟲設施規模也更龐大 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 7

16 三 不孕性昆蟲技術成功的要件不孕性昆蟲技術的使用, 早在 1994 年已有學者提出, 應用該法前必須考慮以下幾點先決條件 : 1. 必須要有完全密閉且大規模之飼養設施 : 如上述, 不孕性雄蟲在野外必須於野生雌雄蟲尚未交尾前, 能夠和野生雌蟲交尾, 才能達到目的 再加上已與不孕性雄蟲交尾的東方果實蠅雌蟲, 仍保有交尾之慾望, 在其第 2 3 及之後交尾時, 必須也和不孕性雄蟲交尾, 否則只要其中一次與野生之正常雄蟲交尾, 則仍具正常受精產卵能力, 如此即會前功盡棄 由此可知, 不孕性雄蟲之應用, 完全是一種蟲海戰術, 而通常所釋放的不孕性雄蟲數, 至少為野生雄蟲之 10 倍, 才能逐漸使野生雌蟲失去與野生雄蟲交尾之機會 因此, 實施不孕性昆蟲技術防治法, 需要龐大數量的不孕性雄蟲, 亦即須大規模之養蟲設施 在生產不孕性雄蟲之過程中, 若飼養設施不夠密封, 會造成未經不孕化處理之東方果實蠅逃逸外界, 使飼養東方果實蠅設施附近之果園遭受嚴重危害 因此, 供不孕性昆蟲技術使用之飼養設施, 要求絕對性的密閉度, 最好將工廠設於離島, 如日本琉球 美國夏威夷等 為了維持不孕性雄蟲之飛翔活動力, 放射線照射之強度需有一臨界強度 (Nakamori, 1987), 不可太高, 以目前的技術處理後, 不孕雄蟲比率雖可高達 99.95%, 但仍無法達到釋放雄蟲為將近 100%( %) 不孕的標準 (Hayashi and Koyama, 1981) 2. 只適用於速戰速決之防治 : 應用不孕性昆蟲技術必須要有室內大量飼養的昆蟲, 而昆蟲在室內經累代飼養後, 會逐漸失去本來特質而馴化於室內的飼養條件 此種雄蟲已習慣活動於室內之小空間, 釋放於外界時往往失去正常的飛翔力, 降低對野生雌蟲的尋偶力, 因此失去與野生雄蟲競爭交尾的能力 (Hibino and Iwahashi, 1989, 1991) 因此不孕性昆蟲技術只適用於速戰速決之防治, 並期望於幾世代後將 8 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

17 其消滅 為維持室內飼養族群之野生特性, 須定期採集野生族群與室內飼養族群混合, 以導入野生族群之遺傳基因於室內飼養族群 過去不少不孕性昆蟲技術之應用失敗或效果不彰, 常肇因於不孕性雄蟲品質劣化 讓室內飼養品系維持原來之生物特性是進行不孕性昆蟲技術之一大瓶頸, 除了導入田間野外族群補充外, 直至目前為止, 均尚未找到有效的解決辦法 3. 需要嚴密的檢疫措施當後盾 : 利用不孕性昆蟲技術滅絕東方果實蠅後, 需要嚴密的檢疫措施當後盾, 針對進口農產品進行嚴格的檢疫措施, 否則東方果實蠅極易藉由自然及人為管道再次入侵, 死灰復燃, 終將功虧一簣 4. 必須要有充足的預算 : 大量釋放不孕性東方果實蠅所費不貲, 目前在日本及夏威夷之不孕性東方果實蠅生產工廠雖已達中 高度之自動化, 但為降低生產成本, 一直投入研究經費在簡化繁殖過程和釋放安全上 例如, 引入雌性性聯致死基因於族群中, 使孵化的雌蟲幼蟲死亡, 藉此使幼蟲消耗的飼料減半, 同時降低人力及物力的支出 或退而求其次, 將雌性辨識基因引入生產族群中, 例如雌蛹與雄蛹顏色不同, 在蛹期利用顏色選別機, 將雌雄蛹分開, 在不孕性處理時僅處理雄蟲, 免除同時釋放雌蟲所帶來的風險與農民之疑慮, 也可節省經費 因此, 必須要有配套措施, 以開發及研究降低不孕性昆蟲技術之生產成本 5. 具備可靠的田間東方果實蠅蟲期監測體系 : 實施不孕性昆蟲技術前 中 後期, 均須有充足的田間族群資料支援 所以, 必須具備可靠的東方果實蠅族群偵測系統 不孕性昆蟲技術實施前需先偵測目標區的東方果實蠅寄主植物相 熱點 ( 果實蠅高密度點 ) 及田間的野生蠅數, 並利用藥劑或滅雄法, 先壓制其族群至一定程度後, 才能開始施行不孕性昆蟲技術 不孕性昆蟲技術實施時, 必須根據田間族群來確定釋放不孕性雄蟲 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 9

18 數量, 且施行期間必須不斷估計田間蟲數 不斷調整釋放蟲數 (Hamada, 1976; Itô, 1977) 當田間偵測到的東方果實蠅數達到 0" 時, 仍需持續一段時間偵測, 以確定東方果實蠅已被滅絕 滅絕後東方果實蠅仍可能再次入侵並立足, 偵測系統需要繼續運作, 不孕性昆蟲亦需持續釋放 6. 不孕性昆蟲技術改進及開發 : 目前不僅可使用放射線照射達到雄蟲的不孕, 隨著生物技術的進步, 有很多致死基因是可以達到雄蟲不孕的目的, 甚至讓雌蟲帶有此基因, 持續的傳遞下去 另外, 野外評估不孕程度及飼養技術都可再不斷的改進技術, 此等技術改進的研究需有人力及經費的長期支助, 才能早日達到滅絕東方果實蠅的目的 綜上所述, 不孕性昆蟲技術的應用需有先決條件, 包括如下 : 第一, 具備大量飼養的技術及設備 ; 第二, 擁有能使昆蟲達到不孕的技術, 且不影響雄蟲之活動力與和野外蟲競爭力 ; 第三, 所釋放出的個體都是不會危害的雄蟲, 利用遺傳技術, 使交配後的不孕雌蟲會死亡而無法危害, 或使雌性幼蟲一出生就死掉, 以節省養蟲飼料, 或利用雌雄不同顏色 ( 如造成東方果實蠅二性不同蛹色 ), 以自動化辨色技術在放射線處理前先剔除雌蟲, 減少不必要的釋放量 ; 第四, 利用致死基因技術 ; 第五, 對不孕蟲要有品質管制, 最好達到 100% 不孕外, 其在野外之活力, 交配行為都能和野生族群相仿 上述五項都齊備外, 不孕蟲釋放後, 要能有評估田間不孕蟲的比率之方法, 以確保效果, 應用不孕昆蟲技術才可能達到防治效果 肆 釋放不孕性雄蟲防治東方果實蠅之實例一 日本小笠原群島 小笠原群島位於日本南方約 700 公里, 台灣東方約 2,300 公里之太平洋中 群島由聟島列島 母島列島及父島列島等組合而成, 週年可見東方果實蠅 10 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

19 活動, 其族群發生隨季節之變化而有高低 美軍曾於 1960 年 9 月起, 在父島以含毒甲基丁香油之纖維板, 著手東方果實蠅之撲滅試驗 連續兩年以含毒甲基丁香油降低密度後, 再以不孕性雄蟲釋放, 做為撲滅之策略 自 1975 年 2 月起, 對整個群島做全面性的防治, 但此次防治因為釋放蟲數不足宣告失敗 失敗原因可歸納為如下幾點 : 1. 事先未能有效減低野生蟲之密度 2. 防治後與釋放前之間有一個真空期, 讓野生蟲再度增加 3. 釋放之不孕雄蟲在 10 天內之死亡率高達 70% 4. 不孕化處理技術欠佳, 降低不孕蟲之交尾競爭力 5. 初期釋放之不孕雄蟲數不夠 檢討失敗原因後, 日本政府於 1978 年進行以含毒甲基丁香油誘殺之防治法 在防治母島 ( 面積為 2,000 公頃 ) 前, 東方果實蠅密度為 10 隻 / 誘引器 / 天, 以含毒甲基丁香油滅雄防治三個月後, 東方果實蠅密度減少到 0.06 隻 / 誘引器 / 天, 再三個月後, 當母島密度降到 隻 / 誘引器 / 天才開始釋放不孕性蛹 1980 年 9 月採樣 299 粒番石榴, 僅發現 4 粒被害果並養出 7 隻幼蟲, 此後再也沒有發現被害果 二 菲律賓 Bulacan 果園在菲律賓 Bulacan 一處果園進行試驗性的東方果實蠅防治工作, 為期六年 供試果園與鄰近的農場略為隔離, 以滅雄法構築緩衝區, 再於園內設置誘殺器, 隔年 3 個月每週釋放 3.5 萬隻不孕蟲, 連續 3 年於密度低峰 (11-3 月 ) 連續釋放不孕蟲, 並週年清除落果, 使東方果實蠅密度降至極低, 但並未完全成功撲滅 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 11

20 三 泰國 Ang Khang 地區泰國 Ang Khang 地區海拔 1,400 公尺, 四周為山丘及坡地, 屬半隔離地區, 果樹栽培面積約 2,000 公頃, 於 1991 年 5 月進行以不孕性技術防治東方果實蠅 在該地以含毒甲基丁香油誘殺器調查不孕性東方果實蠅與野生蠅比例為 39.5:1 桃果實被害率從 1984 年的平均 62.5% 降至 10% 惟此項撲滅工作最後並未獲得成功 四 美國馬立安納群島 ( 當時為美國屬地 ) 美國在 年於 Rota 島, 釋放數百萬隻不孕性雄蟲, 但防治失效, 隔年採用誘殺雄蟲的方式撲滅該島東方果實蠅 1962 年 11 月 Karen 颱風以每小時 350 公里之風速橫掃關島 (55,000 公頃 ), 次年 4 月 Olive 颱風以每小時 100 公里之風速侵襲關島, 颱風前密度為 27 隻 / 誘蟲器 / 天, 兩次颱風過後降為 隻 / 誘蟲器 / 天 1963 年 9 月開始釋放不孕性東方果實蠅之比例達到 130:1 同年 11 月 16 日後的 4 個月內均未誘得野生東方果實蠅, 而認為已成功的撲滅東方果實蠅 ( 表四 ) 表四 馬立安納 (Mariana) 群島各島以不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅比較表 ( 改自 Steiner et al., 1970) 項 目 關島 (Guam) 塞班島 (Saipan) 天寧島 (Tinian) 防治面積 ( 萬公頃 ) 釋放蟲數 ( 萬隻 ) 1,600 18,000 4,600 實施期間 1963/9-1964/2 1964/2-1965/1 1964/2-1965/1 伍 台灣釋放不孕性雄蟲防治東方果實蠅之實例和檢討 一 利用不孕性昆蟲防治的歷史 台灣從 1975 年開始至 1984 年止共 9 年, 曾實施東方果實蠅不孕性雄蟲之 12 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

21 釋放 ; 釋放前之被害果率為 6.7 ~ 32.8%, 實施期間, 每年約編列 3,000 萬元經費進行該工作 當時在新竹縣關西之柑橘試驗站飼養東方果實蠅, 而於新竹工業技術研究院以鈷 60 進行不孕性處理 由於當時養蟲設備簡陋, 一個月之最高養蟲數僅到 3,500 萬隻, 而一年之總釋放蟲數於 1975 年為 3,550 萬隻 ; 1976 年為 1.14 億隻 ;1977 年為 4.36 億隻 ;1978 年為 6.59 億隻 ;1979 年為 5.70 億隻 ; 由於受到飼養蟲數之限制, 只能在果園集中地區實施 點 " 的釋放, 未能全面實施 當時台灣一年最高釋放蟲數僅 5 ~ 6 億 ( 表五 ), 一個月最高飼養蟲數約 3,500 萬隻 而在日本沖繩本島農耕地較多的中南部, 僅 4 ~ 5 萬公頃地區, 一週釋放的不孕性瓜實蠅雄蟲數目即達 1 億 1000 萬隻, 與台灣釋放數量之差距實在頗大 再者, 在沖繩縣釋放不孕性雄蟲前, 先將野生族群的密度降低到僅造成 0.1% 被害果率, 以誘殺蟲數換算為 ~ 0.1 隻雄蟲 / 誘殺器 / 天之程度, 才使所釋放之不孕性雄蟲與野生雄蟲能夠競爭, 且能與野生雌蟲交尾 比較台灣和日本沖繩縣實施不孕性昆蟲技術時之各項條件 ( 表五 ), 台灣面積為沖繩縣之 25.7 倍, 釋放前的被害率為 67 ~ 328 倍, 理論上台灣釋放不孕性東方果實蠅數量應為沖繩群島釋放量之 1,742 ~ 8,200 倍 惟當年台灣每年僅釋放 5 ~ 6 億隻, 為日本每年釋放量的 6.4%, 且理論釋放蟲數和實際釋放蟲數之差距達 2.7 ~ 13 萬倍 表五台灣東方果實蠅和日本沖繩縣瓜實蠅不孕昆蟲技術防治比較 ( 改自朱等, 1994) 項 目 台灣 沖繩群島 台灣 / 沖繩 ( 倍 ) 防治面積 ( 萬公頃 ) 釋放前受害率 (%) 釋放數量 ( 億隻 / 每年 ) 經費 ( 億元 / 每年 )( 新台幣 ) 動員人次 ( 每年 ) - 33,812 - 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 13

22 二 停止不孕性昆蟲釋放工作的原因造成台灣停止不孕性昆蟲釋放工作的原因, 包含防治效果不佳 經費不足及相關配套研究不夠等 大部分人以為當初政府停止不孕性雄蟲釋放工作, 是受限於經費不足 另當時以為僅將不孕性雄蟲釋放至田間即可達到防治效果, 而未再探究不孕性雄蟲在野外的存活率 競爭力與飛翔能力, 也未進一步調查不孕性雄蟲放出比率, 雌蟲交尾後的產卵量與其他因素, 因而造成防治效果不佳 上述相關配套研究並未同步進行, 致無法提供不孕性雄蟲田間釋放技術之改善依據 又, 當時若要在台灣實施以不孕性昆蟲技術滅絕東方果實蠅, 必須進行全面性的釋放 台灣面積 360 萬公頃, 所需釋放的不孕雄蟲數, 約為當時釋放量的 1,742 ~ 8,200 倍, 再依比率計算, 所需經費約為 6,620 ~ 31,162 億元 然當年政府投入東方果實蠅的防治經費每年僅 3,000 萬, 遠不足實施不孕性昆蟲技術所需之經費 不過, 當初的整體環境是否符合以不孕性昆蟲技術為主要防治方法的條件, 仍然有待商榷, 所以並未將經費不足列為主因 事實上, 以往執行不孕性昆蟲技術時, 我國對東方果實蠅的相關研究仍嫌不足 當時以為可以單靠不孕性昆蟲技術, 便能達到滅絕東方果實蠅的效果 惟全世界直至目前為止, 都尚未有單獨僅實施以不孕性昆蟲技術措施即可滅絕東方果實蠅的實例 目前, 世界上只有單獨利用含毒甲基丁香油滅雄誘殺法滅絕東方果實蠅的例子, 不僅在日本有實際案例, 台灣亦曾在小琉球實施撲滅工作, 惟東方果實蠅最後又重新入侵 在此介紹日本 年間在日本沖繩縣各島以含毒甲基丁香油滅絕東方果實蠅之實際運作狀況 ( 表六 ) 沖繩群島中的各小島 ( 操作總面積 25.5 萬公頃 ), 自 1980 年起以含毒甲基丁香油大量誘殺雄蟲, 陸續確認成功撲滅東方果實蠅 ( 朱和邱,1989)( 圖三 ) Rota 島 ( 面積 0.85 公頃 ) 東方果實蠅的滅絕, 僅靠滅雄法達到效果 (Koyama et al., 1984); 而在小 14 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

23 表六 日本沖繩縣各島以甲基丁香油滅絕東方果實蠅之實際運作狀況 ( 年間 ) ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 項目沖繩群島宮古列島八重山諸島合計 目標區域面積 (A) 14.4 萬公頃 2.3 萬公頃 5.8 萬公頃 22.5 萬公頃 防治總面積 (B) 萬公頃 60.5 萬公頃 221 萬公頃 萬公頃 防治倍數 (B)/ (A) 使用誘殺板總數 (C) 9,446,000 1,372,000 5,248,000 16,066,000 每公頃誘殺板數 (A)/ (C) 防治費用 ( 新台幣億元 ) 防治期 ( 期間 ) 5 年 ( ) 3 年 ( ) 4 年 ( ) 9 年 ( ) 參與總人次 91,000 8,000 11, ,000 圖三日本沖繩縣內各島嶼東方果實蠅入侵, 實施滅雄法及確定殲滅之年代時間 ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 笠原群島因地形較為複雜, 則是先利用滅雄法將東方果實蠅密度降低, 再釋放 不孕性雄蟲才成功撲滅 另外, 包括菲律賓 Bulacan 果園 泰國 Ang Khang 地 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 15

24 區 美國馬立安納群島, 亦曾進行釋放不孕性雄數之防治試驗, 然僅在菲律賓 使東方果實蠅密度明顯降低, 其他地區則未成功 三 停止不孕性昆蟲技術的決策過程當初, 由政府決定停止此技術, 主要係考量政府的政策與科學技術之實用性, 由臺灣大學朱耀沂教授與農業試驗所鄭允博士, 從科學技術角度提出建議 通常, 要執行一項防治技術時, 需要先確定目標 當時推動不孕性昆蟲技術措施的目標糢糊不清, 亦即未訂出撲滅東方果實蠅的期限 自技術層面來看, 推動不孕性昆蟲技術措施必須以速戰速決的撲滅為目標, 既然要達成速戰速決的目標, 全國各級農政單位必須要有共識, 並於目標訂定後, 也同時訂出執行期限 站在政策的角度上, 必須將科學技術轉化為政策, 此即政策性的考量 例如農民與科學家均認為不孕性昆蟲技術良好, 但他們各自對不孕性昆蟲技術田間操作的考量是不同的 即農民對不孕性昆蟲技術的認知是種感覺, 而科學家則確定東方果實蠅數量是須不斷減少並達到一定目標, 而且田間的受害果實越來越少 科學家必須提出證據, 證明不孕性昆蟲技術是一種好的技術, 並提出證據檢驗是否達成目標 以果實蠅防治而言, 目標可分為如下三點 : 1. 立即目標 : 將害蟲密度降到經濟為害水平之下就是立即目標 2. 即期目標 : 這一期果實收成時, 受害減輕, 就達成即期目標 3. 長期目標 : 即永續撲滅 若是廣大長期的目標, 又必須速戰速決, 則必須在一定的時間內達到目標 不孕性昆蟲技術在科學技術上是可行的, 但並不一定能確保形成政策推動 時一定會成功 因為科技所呈現的科學證據是中立的 技術的可行性, 不保證 政策成功推動之可能性 ; 且是否真正的具有實用性, 也都無法確保, 而我們的 16 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

25 科技研發成果必須要考慮其實用性, 才可確認是可行的 除了確立目標外, 還必須要有充分的資訊, 才可進行適當的決策, 如蒐集資訊瞭解果實蠅密度之時空變化 ; 若無充分的資訊, 則無法評估後續的經濟效益 此外, 在經費的運用上, 如所有可用的投資都參與防治工作後, 結果防治成果只維持於經濟危害限界 (Economic Injury Level, EIL) 而已, 無法達到完全撲滅的程度, 那為何不選擇其他在經費上較經濟, 又可獲得相同防治成效的方法 此即說明了, 不孕性昆蟲技術須要龐大的經費及全國共同執行, 且執行後不一定可以達成撲滅東方果實蠅的目的 ; 而區域性共同防治所需經費較少, 只要個別農戶或產銷班可配合執行, 即可以最經濟的方法, 達成相同的目標 如此, 便不需選擇較不經濟又困難的方式 1983 年當時的農業發展委員會植物保護科陳秋男科長 ( 現為臺灣大學退休教授 ) 與朱耀沂教授及鄭允博士到日本琉球, 從北到南的各個小島進行不孕性昆蟲技術的考察 ; 之後再請日本專家至台灣交流訪問, 並到全島幾個重要水果產區實地訪問 最後渠等認為瓜實蠅因缺乏成效良好的誘殺技術, 僅能採用不孕性昆蟲技術為最佳防治策略, 而甲基丁香油具強烈誘引東方果實蠅雄蟲特性, 可採用此法誘殺雄蠅的方式即可達到滅絕的目標 綜上考量, 才做了停止不孕性昆蟲技術的政策性決定 往後, 政府即改採花費較少, 有成功實例的含毒甲基丁香油滅雄法來進行東方果實蠅的共同防治 陸 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性再評估一 台灣利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 早在 1994 年, 學者即認為就算在經濟價值極高的果樹集中栽培區, 亦不適合利用不孕性昆蟲技術方法來加強東方果實蠅之防治效果, 當時的理由如下 : 1. 害蟲密度的考慮 : 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 17

26 實施不孕性昆蟲技術前, 必須利用滅雄法降低野生族群之密度 (Steiner et al., 1965), 但通常東方果實蠅降到此等水準時, 被害果率應可降到 0.5% 以下 ( 如久米島 宮古及八重山群島實施之不孕性昆蟲技術 ) 即使經濟價值再高的水果, 此被害率仍落於可接受範圍, 不必再釋放不孕性雄蠅 2. 實施範圍大小的考慮 : 有效的不孕性雄蠅必須具有旺盛之飛翔尋偶能力, 在與野生雄蠅競爭下, 才能搶先和野生雌蠅交尾 若僅在數平方公里之小地區內釋放不孕性雄蠅, 所釋放的不孕性雄蠅必然會很快地分散到鄰近非目標地區, 對棲息於目標果園內之野生雌蠅繁殖力的抑制效果極為有限 此也是不孕性昆蟲技術只適用於完全隔離區才能收效之主因 事經 15 年, 當時不適用之原因是否產生變遷? 以下將透過完整分析日本沖繩群島成功撲滅瓜實蠅的例子, 做為我們的借鏡 二 日本沖繩縣久米島成功滅絕瓜實蠅的實例瓜實蠅 (Bactrocera cucurbitae) 主要危害葫蘆科植物, 如苦瓜 西瓜 黃瓜等, 也對蔬果如番茄 青椒 木瓜及芒果等造成危害 久米島距沖繩本島西方約 80 公里, 面積 5,510 公頃 首先於 1972 年 11 月以克蠅 (cuelure) 為誘引劑, 利用標識再捕法調查該島之瓜實蠅數量 由於雄性瓜實蠅至 10 日齡才對誘引劑克蠅開始產生反應, 因此估算全島野生雄蟲數約為 250 萬隻 另一方面, 在石垣島已有設立週產 100 萬隻蛹的養蟲設施計畫, 假定該設施中飼養的成蟲羽化率為 80%, 存活到性成熟時之存活率為 35%, 性比為 1:1 時, 可釋放之不孕性雄蟲數僅 14 萬隻, 於是至少需把野生雄蟲數減低到現在之 1/20 才能得到顯著的效果 經上述預備工作,1972 年 12 月開始, 利用克蠅與水解蛋白質毒餌進行密度降低之誘殺工作 (Matsui et al., 1990) 並從 1972 年 8 月起, 利用 50 個克蠅 18 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

27 圖四久米島釋放之瓜實蠅不孕蟲數 其與野生蟲比率及卵孵化率 ( 改自 Iwahashi, 1977) 誘引器每週一次調查誘殺蟲數, 結果在 年之誘殺蟲數約為 1 隻 / 誘引器 / 天 並在 4 ~ 5 月與 10 月出現誘殺高峰,7 ~ 8 月間之誘殺蟲數較少, 約為高峰期之 1/10 另一方面, 考慮不孕性雄蟲之生產規模, 把目標密度設為 隻 / 誘引器 / 天, 經過多次預備試驗已知, 吸附克蠅之棉繩對瓜實蠅之誘殺最有效, 配合毒餌劑 (Amber BYF-100+ 馬拉松 ) 之施用, 於 1974 年年初, 達到密度為 0.05 隻 / 誘引器 / 天之期望水準,1975 年才著手不孕性昆蟲技術, 情況如圖四 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 19

28 隨釋放不孕性雄蟲數量之增加, 卵之孵化率減少, 至 1976 年 7 月幾接近零, 至 1977 年就無孵化卵, 意謂田間沒有下一代的瓜實蠅, 完成撲滅目標 (Iwahashi, 1976, 1977, 1979; Kakinohana, 1994; Kawai et al., 1978; Koyama et al., 2004; Miyahara and Kawai, 1979) 三 日本沖繩群島成功滅絕瓜實蠅的實例由於沖繩縣瓜實蠅的發生, 根據日本植物保護法, 該地區的瓜實蠅寄主植物即嚴禁輸出, 因此光降低危害程度是不夠的, 必須將該縣瓜實蠅撲滅, 方能解決問題 而滅絕後的收益預期, 可達每年百億日圓 ( 新台幣 33 億元 ) 以上 日本政府為撲滅瓜實蠅, 決定採用不孕性昆蟲技術為主要防治策略時, 首先工作便是建立大量飼養瓜實蠅的設備 處理鈷 60 的設備 包裝及檢測設施等, 建立供應有競爭力不孕蟲之建築, 所需面積共 6,380 平方公尺 ( 如表七 ) 表七 沖繩縣瓜實蠅滅絕計畫辦事處之面積及建設經費 ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 設備項目 面積 (m²) 備註 成蟲飼養室樓 蛹期飼養室樓 幼蟲 3, 大量飼養設備 飼養室樓 辦公室 置蛹間 輻射間 輻射設備 1, 不孕性輻射設備 機械裝置與維護 調查誘集蠅類與包裝室 小計 6, 其他 電力資源室 油壓 滅火器 垃圾回收間 總計 6, 中央政府經費 : 新台幣 8.7 億元縣政府經費 : 新台幣 3.23 億元建設經費總計 : 新台幣 億元 ( 滙率 :1:3) 20 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

29 此建築物之實際外觀如圖五 除直升機起降場 15 外 共有 14 間建築 主體 大量飼育設備有 3 層 包括一樓為飼育幼蟲樓層 二樓為蛹層及 3 樓為 成蟲層 自動化生產瓜實蠅後 以鈷 60 照射造成不孕之放射線設備室 圖 六 包裝後 以空陸方式運送至各釋放中心 再進行全面性的釋放 圖七 成功的不孕性昆蟲技術 先決條件是要能大量供應不孕雄蟲 日本沖繩縣 為每週供應釋放之不孕雄蟲 需有生產計畫 圖八 如生長週期的計算及操 作流程 圖九 此外 亦要進行不孕蟲之品質控管 不同齡期有不同的品質 要求 且確認輻射對瓜實蠅羽化率及飛行率沒有影響 Nakamori, 1987 當釋 放時 亦需控管品質 表八 以確保不孕雄蟲可與野外雄蟲競爭 以達到防 治效果 Kakinohana et al., 1975; Kuba et al., 1982 此外 整個防治需有相關 的動員 確保防治效果 大量飼育設施 從設計到完工 費時 4 年 完工後 又以 3 年時間增設內 部設備 不孕性設備亦需時 3 年才竣工 故自 1979 年決定採用不孕性昆蟲技 圖五 沖繩縣瓜實蠅滅絕計畫辦事處 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988 第一章 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 21

30 圖六瓜實蠅大量飼養及不孕性處理 ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 術之措施, 直到 1984 年才開始於宮古島釋放不孕雄蟲 ( 圖十 ); 待宮古島之瓜實蠅滅絕後, 再進行沖繩島中南部 中北部 ; 最後是八重山群島瓜實蠅之滅絕 由此可知, 沖繩縣的瓜實蠅滅絕, 是採用一個島接續一個島進行, 總防治面積為 21 萬公頃, 共釋放 2,527 億隻瓜實蠅, 共花費約新台幣 30 億元 ( 以當時幣值計算 ), 歷經 16 年 ( 圖十 ) 才完成 之後, 每年仍需進行不孕雄蟲的釋放及評估釋放不孕雄蟲相關活動力及競爭性 (Kakinohana, 1994; Koyama et al., 2004) 以 2006 年沖繩縣瓜實蠅滅絕計畫之報告顯示,1986 年至 2005 年間的數 22 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

31 圖七瓜實蠅不孕性處理及釋放程序 ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 據資料, 東方果實蠅幾乎每年都會再入侵琉球, 而瓜實蠅僅於 與 1996 年這 3 年發現 ( 圖十一 ), 因此每年仍需花費 4 億, 並繼續釋放原本三分 之一的釋放量, 以維持為瓜 東方果實蠅之非疫區 四 台灣與日本防治成效之比較 ( 一 ) 就費用成本而言若參考日本進行瓜實蠅的不孕性昆蟲技術之經費, 沖繩縣各群島 ( 宮古群島 沖繩群島及八重山群島 ) 總防治面積為 22 萬公頃,9 年間 ( ) 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 23

32 飼養期生長發育期操作 卵的收集 將卵 ( 均勻 ) 散佈至幼蟲飼料 卵 1 日齡 卵的孵化 收集幼蟲並將之置化蛹基材內 ( 蛭石 ) 散佈卵的 6 或 7 天後 幼蟲 7 日齡 將未熟幼蟲移出飼料 將蛹與蛭石分開 化蛹後 6 天 化蛹 蛹期 蛹 10 日齡 以輻射線照射 將蛹置入羽化盒內 成蟲羽化前 3 天 成蟲 2 日齡 成蟲羽化 釋放成蠅 羽化後 2 天釋放 圖八瓜實蠅大量飼養之生產計畫 ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 所有防治費用近新台幣 30 億元 ( 表九 ); 而台灣總面積約 360 萬公頃 (36,000 km 2 ), 約為沖繩縣的 16 倍, 若我們將東方果實蠅密度降至 0.1 隻 / 誘引器 / 天後, 並開始全面實施不孕性昆蟲技術防治, 所需費用就高達新台幣 500 億元 ( 表九 ) ( 二 ) 就東方果實蠅密度而言我們現行的東方果實蠅的密度, 並未達到沖繩縣當初實行不孕性昆蟲技術的密度水準 根據農試所的蔬果重要害蟲防疫旬報,2008 年東方果實蠅的旬平均密度於 6 月 13 日的報告中達到最高峰, 每個監測點平均為 隻 ; 而最低則為 2 月 13 日報告的 14.3 隻 農業試驗所在全台有 61 個密度監測站, 每一站分為三區 ( 各約一公頃 ), 每區三點, 共 9 個監測點, 全台總計 549 個 24 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

33 生產計畫 大量飼養 ( 措施 ) 1. 成蟲飼養 2. 幼蟲飼養 3. 蛹期飼養 4. 飼料儲存與準備 ( 大量飼養部分 ) 不孕性措施 1.Gamma (γ) 射線 2. 不孕性檢查 ( 測 ) 3. 包裝及傳輸蛹與成蟲 ( 不孕性部份 ) 不孕性蠅傳輸 ( 藉商務性航班運送 ) 不孕蠅釋放中心 1. 利用螢光染劑標記蛹 2. 蛹期與成蟲飼養病釋放 3. 將 ( 無法移動 ) 成蟲置入航空釋放裝置 4. 規劃釋放流程 ( 釋放部分 ) 空中釋放不孕性蠅 ( 由空中釋放不孕性蠅 ) ( 大量飼養數據 ) ( 建議加強部分 ) ( 不孕性數據 ) ( 建議加強部 ) ( 不孕蠅釋放數據 ) ( 建議需要加強部分 ) 控管及確認誘集之蠅類 ( 控制效力評估部分 ) 控制選擇與策劃計畫 控制效益的評估會議 品質控管資料庫 決定掌控政策 回 報 監控 / 評估策劃 資料庫 ( 誘集之蠅類 ) ( 收集水果 ) 設置陷阱與調查果園 ( 地方自治及農產合作 ) 檢查 ( 解剖 ) 水果內含物 ( 植物保護辦公室 ) 作要求( 指導 ) ( 指導 ) 合) ) ) 作要求合沖繩那霸一般植物保護站 ( 指導 ) 指導陷阱與水果調查之後續處理工作 ( 農業工作站 ) 圖九 SIT 之大量飼育 不孕性操作 品管及組織動員 ( 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988) 監測點, 總監測面積為 61 站 3 區 = 183 公頃, 僅為全台面積的兩萬分之一, 在最高峰期監測點誘得東方果實蠅雄蟲共 隻 549 點 = 5,578 隻 / 1 天, 由此推算全台灣野生雄蠅最高峰時, 約有 5578 隻 20,000 倍 1.1 億隻 / 誘引器 / 天 ; 而在最低時誘得雄蠅總數為 14.3 隻 549 點 = 785 隻 / 誘引器 / 天, 推算得此時全台灣野生雄蠅數量約為 785 隻 20,000 倍 1.57 仟萬隻 / 誘引器 / 天 ; 全年的東方果實蠅平均密度約為 6.5 隻 / 誘引器 / 天, 全台全年平均誘得 6.5 隻 549 點 = 3,569 隻 / 天, 推算全台全年日平均野生雄蠅數為 3,569 隻 20,000 倍 = 0.71 億隻 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 25

34 表八 大量飼養及釋放時的品質控管 改自 Okinawa prefectural fruit fly eradication project office, 1988 昆蟲各齡期 品質調查 收集成蟲並採卵 世代數 不同齡所得卵量 總卵量 存活率 卵 卵孵化率 幼蟲 飼養基質溫度 幼蟲取食飼料後之存活率 蛹 單顆蛹重 總蛹重 總蛹數 蛹的直徑 化蛹率 成蟲 輻射照射前 羽化情況 羽化率 具飛行能力 成蟲 輻射照射後 羽化率 具飛行能力率 操作輻射 檢測輻射結果 存活率 競爭力 宮古列島 沖繩群島一部分 釋放時間 羽化情況 羽化率 具飛行能力率 釋放數量 沖繩群島中部和南部 標記後 羽化情況 羽化率 具飛行能力率 釋放時間 羽化情況 羽化率 具飛行能力率 釋放數量 久米島 多良間島 釋放時間 圖十 26 羽化情況 羽化率 具飛行能力率 釋放數量 日本沖繩縣以 SIT 防治瓜實蠅的時程 改自沖繩縣病蟲害防除技術中心網路資料 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

35 圖十一再發生之野外瓜 東方果實蠅誘殺數量 ( 再發生 : 捕獲成蟲之週邊地區寄主果實中有幼蟲出現 )( 改自沖繩縣病蟲害防除技術中心網路資料 ) 若以不孕性雄蟲與野外雄蟲數量 10:1 的比例計算 ( 不孕性昆蟲技術的基本釋放要求, 如前所述 ), 若每 7 天釋放一次不孕蟲, 於高峰期一次需釋放 1.1 億 30 天 10 倍 = 330 億隻不孕性雄蟲 ; 而在密度最低時則需 億 30 天 10 倍 = 47.1 億隻 ; 年平均每次 ( 每 7 日 ) 需釋放 49.7 億隻, 方可達到成效 每年飼養不孕雄蟲的經費便需 145 億元 ( 表十 ) 或直接放大台灣相對於沖繩群島比率, 所需費用為每年 405 億元 ( 表十一 ), 不過這些尚不含建設及設施經費 27 億元 ; 另外, 以釋放於野外 10 倍的不孕雄蟲後 (145 億元 / 年 ), 至少需防治 5 年, 所需總經費為 700 億元以上, 才有可能將台灣的東方果實蠅滅絕 ( 三 ) 就經濟效益而言沖繩縣所有進行瓜實蠅不孕性昆蟲技術之防治費用近新台幣 30 億元 ( 表九 ); 日本的繁殖工廠建造花費 4 年 ( ), 經費共新台幣 27 億元 ( 含設施 ) 而從撲滅到現在, 每年仍需花費 4 億, 繼續釋放原本三分之一產量 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 27

36 表九 1984 至 1993 年間沖繩縣各群島之瓜實蠅不孕性雄蟲防治費用 ( 改自沖繩縣病蟲害防 除技術中心網路資料 ) 項目沖繩群島宮古群島八重山群島總計 防治面積 (ha) 137,920 22,714 58, ,246 累積防治面積 (ha) ( 密度減低防治面積 ) 23,415,441 (1,163,766) 4,736,241 (215,968) 9,703,677 (114,542) 37,855,359 (1,494,276) 釋放數量 ( 萬隻 ) 3,094, ,197 1,543,771 5,272,072 經費 ( 新台幣億元 ) 動員人次 135,250 70,516 82, ,864 表十台灣施行不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅預估經費說明 ( 單位 : 新台幣 ) 設施及建設費 飼養費及工資 ( 每年 ) 項目費用 後續監測藥劑耗材費 ( 每年 ) 44 億元 ( 台灣面積為沖繩縣之 16 倍, 經費暫估一致 )(1970 年為 27 億, 依目前物價指數估算 ) 6.5 隻 ( 全年平均密度 ) 549( 監測點 ) 20,000 倍 = 0.71 億隻 ( 每日全台之野生雄蠅總數 ) 0.71 億隻 7 天 10 倍 52 週 = 2,584 億隻 ( 每年總釋放蟲數 ) 2,584 億 ( 台灣每年釋放數 ) 元 / 隻 ( 沖繩縣養蟲費用 ( 表九 ))= 145 億元 16 元 / 片 4 片 / 公頃 3,600,000 公頃 12 月 = 27.6 億元 總計 173 億元 / 年 ( 尚不包括建設費用 ) 表十一 以日本沖繩不孕性昆蟲技術防治瓜實蠅預估台灣以不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅 所需防治費用 經費中不包含設施建設費 ( 以面積等比放大比率 ) 項目 台灣 沖繩群島 防治面積 (ha) 3,600, ,920 釋放數量 ( 萬隻 / 每年 ) 71,280, ,526 經費 ( 億元台幣 / 每年 ) 動員人次 ( 每年 ) 500,000 33, 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

37 表十二台灣以含毒甲基丁香油滅雄法防治東方果實蠅所需經費預估 項目費用 藥劑耗材費 16 元 / 片 4 片 / 公頃 = 64 元 ( 每公頃藥劑成本 ) 64 元 3,600,000 公頃 12 月 = 億元 工資 總計 3,600,000 公頃 250 公頃 / 每人每天 = 14,400 人次 14,400 人次 1,000 元 / 天 12 月 = 1.73 億元 = 29.4 億元 而同樣於沖繩縣以含毒甲基丁香油滅雄法防治東方果實蠅, 總計 9 年期間, 共花費近 26 億日圓 ( 表六, 約新台幣 9 億元 ) 由以上可知, 不孕性昆蟲技術的費用為滅雄法的三倍以上 若以沖繩群島為基準, 不孕性昆蟲技術防治瓜實蠅 4 年花費 46 億日圓, 每年 11.5 億日圓 ( 約新台幣 4 億元 ), 而滅雄法防治東方果實蠅 5 年花費 15 億日圓 ( 表六 ), 每年 3 億日圓 ( 約新台幣 1 億元 )(Koyama et al., 1984); 而以台灣面積為沖繩群島的 25 倍換算, 若要將密度降到 0.1 隻 / 誘引器 / 天時, 實施不孕性昆蟲技術防治每年約需新台幣 173 億元, 而滅雄法則約需新台幣 30 億元, 兩者的成本差異很大 如果先暫不以滅絕為前提的考慮下, 改採大面積防治, 將防治面積減少到 1/3(2/3 為高山, 不易進行防治 ), 防治費用可降到每年新台幣 10 億元, 不過需延長防治之年限 柒 結論 目前尚無任何國家實施大面積的區域全部執行不孕性昆蟲技術措施 以沖繩縣應用不孕性昆蟲技術撲滅瓜實蠅為例, 其為日本面積最小的一個縣, 日本中央政府將經費集中於最小的一個縣, 才能夠達成不孕性昆蟲技術的防治目標 假設現在建議日本政府要以不孕性昆蟲技術進行全國性防治工作, 日本政府也不敢去執行 ; 同樣的, 若以目前所監測到東方果實蠅密度的狀況, 台灣要 第一章利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估 29

38 採行不孕性昆蟲技術防治全國的東方果實蠅, 甚至是投入全國農業的總預算, 也未必能予以成功撲滅 政府目前採用之滅雄法 ( 以含毒甲基丁香油誘殺雄蟲 ) 進行的共同防治計畫已有很好的經濟效益, 使東方果實蠅密度由 1994 年每個誘捕器之 25.2 隻 / 天, 逐年降至 2008 年 6.5 隻 / 天 雖然果農普遍反應以前釋放不孕性雄蟲時, 東方果實蠅的危害較少, 而現在未釋放不孕性雄蟲, 危害較先前嚴重 我們認為現在東方果實蠅問題較嚴重的原因如下 : 一 當時於進行釋放不孕性雄蟲工作之後幾年, 為加強防治效果, 也同時在採用滅雄法, 即以直升機進行含毒甲基丁香油之棉繩及甘蔗板之投放, 其效果為此兩種防治方法之共同成果 至現行採用之共同防治方法, 須果農配合於果園懸掛誘殺資材, 惟部分果農疏於使用或對其防治效果信心不足而未全力配合, 進而影響防治效果 二 果農因評估收益比, 有時果園只採收較高單價的一期果品, 致使在某段期間對果園缺乏管理, 亦未清除落果, 造成蟲源孳生 相較於早期農民均將所有果實採收, 亦回收落果製作加工品, 有效減少其孳生源, 故以前的東方果實蠅問題較少 三 由於年輕人大多往都市發展, 農村勞力老化且減少, 因此廢棄果園數量增加, 且粗放管理果園, 落果亦多而無人清理, 使東方果實蠅問題比以往嚴重 日本雖然有不孕性昆蟲利用成功的例子, 但是應用在瓜實蠅上 東方果實蠅已有很強的誘引劑, 應該妥為運用才是 以目前我國東方果實蠅之發生量, 若要釋放比野外族群更多 10 倍的不孕性雄蟲, 所花費的預算必是天文數字 總歸一句話, 於目前的高密度下貿然改用不孕性昆蟲技術必走上失敗一途 30 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

39 第二章 台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 壹 前言 利用不孕性昆蟲技術防治台灣地區東方果實蠅, 經過評估與實際之經驗, 除了成本耗費不貲外, 也未能呈現應有之成效 ( 詳見第一章 ), 故現階段之防治策略, 不宜以此技術作為考量 除了不孕性昆蟲技術之外, 在整合性有害生物管理的概念與架構下, 目前有許多針對東方果實蠅之生態習性而設計 研發的防治技術 ; 然而防治台灣地區之東方果實蠅所採用的技術, 必須先就台灣地區生態環境與農民防治害蟲的習慣考量, 才能達到事半功倍之效 根據本學會於 98 年 2 月 11 日 4 月 3 日於臺灣大學昆蟲學系,98 年 6 月 18 日於防檢局, 召開之 研商利用不孕性昆蟲技術防治台灣地區東方果實蠅之可行性評估 第一 二 三次會議之決議, 在技術可行性與實用性之考量前提下, 就目前應加強執行之防治方法與技術整理如後 提供農政單位擬定防治東方果實蠅政策之參考, 協助農民解決東方果實蠅之危害 貳 現行防治方法概述一 滅雄法 長期以來, 甲基丁香油為東方果實蠅雄性成蟲之最佳誘引劑, 在台灣地區利用含毒甲基丁香油之誘殺器廣泛佈放, 大量誘殺野外雄蠅數目, 降低雌蟲交尾比率進而達到降低東方果實蠅族群之目的, 為防治東方果實蠅之主要方法之一 此方法包括利用大量投放含毒甲基丁香油誘殺劑, 在短時間內將雄蟲族群 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 31

40 數壓低, 或在果園懸掛長效型之含毒甲基丁香油誘殺器誘殺雄蠅 過去在日本沖繩 奄美 小笠原及台灣小琉球的試驗資料顯示, 每月大量投放含毒甲基丁香油誘殺板, 經過 4 ~ 5 個月之後, 可將東方果實蠅之族群降至經濟危害限界以下甚至完全撲滅 然而, 這些成果僅限於小型島嶼地區, 對於較廣範圍的全面防治效果則不如預期, 主要原因在於族群密度高時, 雄蟲被誘殺前仍有機會與雌蟲交尾, 導致危害情況依舊, 故利用滅雄法應於族群密度較低時施用, 方能收防治之效 二 滅雌法東方果實蠅雌蠅產卵於果實上, 造成果實畸形 提早落果, 孵化的幼蟲鑽食果肉, 造成果實軟腐, 失去經濟價值, 故以雌蠅為防治標的乃為最直接防除東方果實蠅危害的途徑 為了撲滅雌蠅, 應用的方法可仿滅雄法開發雌蠅之誘引劑 雌蠅成蟲期需要尋找食物 雄蟲與產卵寄主, 除尋找食物不具有雌雄差異外, 雄蟲費洛蒙與寄主果實氣味, 皆可作為開發雌蠅誘引劑的方向 目前已有多種雌蠅誘引物質開發利用, 例如水解蛋白質 賜諾殺濃餌劑 (GF120) 新鮮果實包等, 在田間使用也具有一定防治效果, 但是誘引能力 誘引距離及有效時間等, 都有待加強進一步研究 三 果園管理之改善東方果實蠅之防治單靠政府的推動執行, 是無法完全成功的 農民於果園管理工作的好壞, 關係著東方果實蠅田間族群的增減 所以, 果農的配合與否扮演極其重要的角色 雖說眾所皆知, 果園中的落果若不清除, 則易成為東方果實蠅的孳生源 但是, 果農可能因個人習慣, 或人力成本價格考量而不清除落果, 任東方果實 32 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

41 蠅繁衍, 往往造成防治工作上的一大漏洞 另外, 無人管理的廢耕果園亦應納入東方果實蠅防治工作的範圍 因此, 台灣本島廢耕面積必須有詳實的估算, 以便對廢耕果園進行必要的管理 在廢耕果園之東方果實蠅防治上, 可採預防性的生物防治法, 例如以飼養放山雞方式, 增加落果中幼蟲被捕食率, 或將果園地面進行覆蓋, 使幼蟲無法鑽入土裡化蛹, 可以增加寄生蜂的寄生率 四 其他防治方法有關東方果實蠅的防治, 在台灣已經累積多年的經驗, 除了滅雄 滅雌 清園以外, 還能搭配果實套袋 施放寄生蜂等方法, 效果更佳 另於東方果實蠅密度猖獗之時, 適時的噴灑殺蟲劑, 亦可達立竿見影的效果 五 教育訓練之落實東方果實蠅具有很強的飛行能力, 寄主範圍及棲地又很廣泛, 如果沒有大面積的區域防治規劃, 靠農民單打獨鬥的防治習慣, 很難畢其功於一役 由於自掃門前雪的觀念積弊已深, 故在推動大面積的區域防治時, 每每因農民配合意願不高而遭到挫敗 教育訓練, 一直是東方果實蠅區域防治中最弱的一環 故除了防治方法與技術之開發與應用外, 亦應以教育訓練方式來加強果農的操作能力 而區域的防治成功案例, 則可藉由舉辦觀摩會的方式讓果農實質的印證, 以提升果農整體配合施政的意願 六 農業經濟之考量 果農配合政府全面性防治東方果實蠅的意願, 往往與果品的經濟價值有密 切關係 若能提高果品的經濟價值, 果農的防治意願將提高, 防治工作將得以 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 33

42 順利推展 因而東方果實蠅的危害, 在經濟價值較高的水果種類相對較低 參 未來研發重點方向之建議一 滅雄法之改善 在含毒甲基丁香油吸附資材方面, 過去使用甘蔗板浸泡藥劑後投放於野外的方法, 可在短時間內大量減低東方果實蠅雄蟲的數量, 然而隨著甘蔗板被其他防火建材取代, 若欲沿用過去短時間內的快速滅雄處理, 則將面臨到投放資材的替代問題 過去的防治工作中亦有使用棉繩作為投放的資材, 是否選擇使用新開發的材料作為投放資材, 可為未來研發的重點 另一方面, 如前述雄性東方果實蠅在被含毒甲基丁香油誘殺前即具有交尾能力, 防治效果可能因此而大打折扣 理論上, 若能撲殺未交尾雄蠅則可減少雌蠅之交尾機率, 遂降低東方果實蠅族群之增長, 減少對果實的危害 雖然早在羽化後 1 日之未交尾雄蠅其嗅覺神經即對甲基丁香油有反應, 但羽化後 14 ~ 24 日才產生較大的觸角電圖反應, 此與雄蠅在羽化後 3 日對甲基丁香油始有趨性, 最大趨性出現在羽化後 15 日之結果大致相符 然而甲基丁香油是否為誘殺未交尾的雄蠅之理想誘引劑? 根據最近的研究結果顯示, 野生的雄性東方果實蠅個體對甲基丁香油之誘引敏感性遠低於實驗室所飼養的個體, 且誘引到野外未交尾之雄蠅個體多為羽化後 19 日, 為性成熟之後, 是否因此而導致以甲基丁香油撲殺未交尾雄蠅之效果不彰, 仍待未來研究持續探討 二 滅雌法之改善東方果實蠅雄蠅在尋找配偶時, 會放出費洛蒙吸引雌蟲前來, 費洛蒙乃是具有專一性的氣味, 僅會吸引同種的個體前來, 對於非標的生物的衝擊性低 ; 以費洛蒙誘捕尚未交尾之雌蟲, 可在雌蟲開始危害果實之前即移除雌蟲, 然而 34 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

43 性費洛蒙對已經成功交尾之雌蟲的誘引力較低, 仍可能造成危害 東方果實蠅的費洛蒙研究已逾二十年, 目前尚未研發出可在田間有效誘捕雌蟲之成分或配方, 然果實蠅科害蟲之費洛蒙業已研發近三十年, 同樣面臨了相同的困境, 歸納前人的研究可知, 費洛蒙的生成或釋放可能受制於環境因子的影響 唯 Mavraganis et al.(2008) 對地中海果實蠅的研究中, 終於取得在田間能誘引雌蟲的雄蟲萃取物, 雖尚未確定其有效成分, 但著實使得果實蠅的費洛蒙研究有了新的契機 此研究捨棄實驗室內人工飼養的雄蠅, 而以田間雄蠅為萃取費洛蒙的來源, 乃是其最特別的嘗試 以地中海果實蠅的例子來看, 東方果實蠅是否能以相同的突破點切入仍待探討, 因果實蠅科的求偶行為有著相當程度的差異, 舉例來說, 甲基丁香油被認為是東方果實蠅雄蠅合成性費洛蒙的前驅物, 故可用來誘捕 Bactrocera 屬的雄蟲, 但對 Ceratitis 屬的種類 ( 如地中海果實蠅 ) 則完全無效 在寄主氣味方面, 則是利用雌蠅尋找寄主果實產卵的行為, 來開發誘引劑 往昔研究指出, 東方果實蠅雌蟲在白天進入果園, 於晚間離開, 呈現日週律動, 顯示雌蟲可在大空間中偵測寄主的位置 ; 此外, 成熟的水果可利用來誘捕雌蟲, 顯示果實氣味具有誘引效果 然在往昔研究中顯現, 果實氣味對於雌蟲雖具有誘引力, 但東方果實蠅為廣食性之昆蟲, 對於個別寄主氣味的誘引效力並不特別強烈 果實寄主氣味所吸引的雌蟲為完全成熟且懷卵之個體, 此時的雌蟲已可以危害果實, 故應在非栽培區或是果實未達成熟階段的果園使用, 降低環境中密度 ; 另外, 在冬季時節, 田間寄主缺乏之時, 使用寄主氣味誘引雌蟲也是適合的使用時機 往昔對於寄主氣味的研究以分析成熟果實氣味為主, 並僅對主要成分進行行為測試, 目前之研發成果的田間效力有限, 未來可朝向更多樣的複方與寄主氣味的次要成分發展 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 35

44 三 基因轉殖之研發由於在黃果蠅 (Drosophila melanogaster) 基因體中發現具基因轉位功能的 P-transposable-based system(spradling and Rubin, 1982), 將外來基因轉殖入果蠅的技術得以突破, 也因此許多果蠅基因功能的研究得以展開 近年來, 因轉殖技術的改良與更多轉位子的發現, 使得基因轉殖在非果蠅類昆蟲因而得以進行 在具經濟重要性的害蟲中, 例如地中海果實蠅 (Ceratitis capitata) 加勒比海果實蠅 (Anastrepha suspensa) 紅鈴蟲 (Pectinophora gossypiella) 擬榖盜(Tribolium castaneum) 和家蠶 (Bombyx mori) 等, 也藉由此技術成功地將基因轉殖 這些非果蠅類昆蟲的基因轉殖的成功, 提高了應用此技術於農業害蟲防治上的可能性 應用轉殖基因技術除了可以轉殖標誌基因於害蟲體內, 用以偵測其分布能力與分布範圍外, 亦可轉殖入特定基因, 使之產生不孕性, 以達防治效果 在運用基因轉殖技術於不孕性昆蟲技術防治害蟲上, 首先必須使用完全缺乏四環黴素的飼料大量飼養具轉殖基因的蟲源, 致使雌蟲因體內的轉殖毒蛋白得以表現而無法存活, 而能夠存活下來的全為雄蟲 將釋放田間的基因轉殖雄蟲與野生雌蟲交尾後, 雖不若傳統不孕性雄蠅處理法可立刻造成雌蟲不孕, 但是轉殖的基因系統會經由雄蟲進入子代的基因體中, 當帶有此轉殖基因的後代蟲體成長時, 因田間缺乏四環黴素的條件下, 雌蟲則會因基因系統的表現而死亡, 導致後代無法產生, 降低族群密度 ; 至於雄蟲則因系統不會啟動而仍然存活, 可再次經由交尾行為將此基因系統傳播於蟲群間 若能如此長期地將此基因系統在田間循環, 則可達到防治害蟲的目的 此外,Horn 和 Wimmer(2003) 發展出一種可導致胚胎死亡的基因轉殖系統, 此系統不但可於胚胎發育時即達到抑制族群密度的目的, 同時也因胚胎時期個體即死亡, 可能對生態系所造成的衝擊相當低 未來也可應用於蟲害防治的工作上 基因轉殖昆蟲是否適用於害蟲防治? 由於昆蟲基因體被殖入外來基因, 如 36 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

45 同發生突變 (mutation), 難免會對蟲體產生影響 另一方面, 為求轉殖基因在接受轉殖群體內的穩定性, 必須藉回交 (backcross) 以及利用少數轉殖成功個體間自交的方式, 此過程容易導致同質隱性基因 (recessive allele) 出現頻率增加, 而造成蟲群弱勢及降低與野生雄蟲的交尾競爭能力 因此基因轉殖可能影響昆蟲在環境中的適應力與競爭力 如何避免此等問題的發生, 則是篩選策略上的一個重要考量 此外, 對生態環境可能造成的衝擊的問題尤需謹慎考量, 例如轉殖的基因是否會在非標的生物間轉移而危害其他生物或人類? 為避免此一情況發生, 應用此技術作為害蟲防治前, 嚴謹的評估是不可或缺的 四 加強東方果實蠅族群調查及監測技術改進限於人力 經費之因素, 目前監測東方果實蠅族群密度, 採用旬報方式, 對整體東方果實蠅族群的狀態, 提供一定的趨勢資訊 但是, 十天一期之旬報對於完成一個世代僅需 20 幾天的害蟲而言, 即時性似有所不足 換言之, 依旬報做防治工作, 等於看前一代害蟲的歷史, 做下一代害蟲的防治, 有緩不濟急之虞 另一方面, 在田間監測實務上發現, 常有相近兩個監測點所誘捕的蟲數差異極大, 卻無法合理解釋 這些問題皆有待加強開發新監測技術來改善現有的田間族群調查方法 肆 結論過去的報導指出, 東方果實蠅為一飛行能力極強的昆蟲, 其飛行最大距離可達 50 公里, 其族群擴散及危害能力不容小覷 因防治工作的範圍與族群擴散息息相關, 各種防治方法的處理範圍若只限於保護之果園, 則難收成效 全域防治 (Area-wide control) 措施為世界各國在東方果實蠅防治上的共通理念及原則, 其防治工作之規劃, 須對於東方果實蠅族群擴散能力審慎評 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 37

46 估, 以確實掌握族群動態, 並進而精確規劃防治工作範圍及指導農民採用最適合的防治方法, 目前我國東方果實蠅之大面積共同防治亦本此原則辦理 未來我國防治東方果實蠅時, 宜參酌以往的防治經驗, 加強相關的研究, 以滅雄法為主, 滅雌法為輔, 以更有效降低東方果實蠅族群密度 ; 同時宣導農民注意田間管理, 清除落果, 降低孳生源 ; 在危害嚴重果園, 採用套袋及噴灑化學藥劑, 降低果實受害率 此外, 推廣種植高經濟價值水果, 加強教育宣導等 不過, 以現行含毒甲基丁香油誘殺東方果實蠅的密度為評估防治成效時, 不易看出政府努力的成果, 因為甲基丁香油具長距離的誘引效果, 所得的密度會高估現有的族群密度, 未來需研究可看出果園防治成效的評估指標, 以便確實反應防治成效 此外, 推廣種植經濟價值較高水果, 加強教育宣導等, 亦為重要的防治策略 面對東方果實蠅的危害, 在不孕性防治方法仍未臻完善前, 政府宜以前瞻性的規劃, 全方位考量, 融合多種防治方法, 以整合性有害生物管理的理念, 協助果農解決東方果實蠅的危害 38 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

47 參考文獻 朱耀沂 邱煇宗 1989 小琉球東方果實蠅滅絕處理後再發生危害原因之探討 中華昆蟲 9: 朱耀沂 李文蓉 劉玉章 鄭允 陳健忠 1994 東方果實蠅防治方法之評估 台灣省農業試驗所編印 54 頁 陳文雄 朱耀沂 1998 非經濟寄主植物對東方果實蠅族群動態之影響 台灣果實蠅防治研討會 :44-69 黃毓斌 高靜華 鄭允 1998 本省東方果實蠅防治策略與展望 台灣果實蠅防治研討會 :9-25 劉玉章 1992 利用引誘劑防治東方果實蠅 病蟲害非農藥防治技術研討會專刊 :95-98 鄭允 黃毓斌 高靜華 蘇文瀛 2000 東方果實蠅防治作業手冊 行政院農業委員會農業試驗所特刊第 91 號 58 頁 Dyck, V. A., J. Hendrichs, and A. S. Robinson Sterile insect technique. Principles and practice in area-wide integrated pest management. Springer, Dordrecht, The Netherlands. 787 pp. Fried, M Determination of sterile insect competitiveness. J. Econ. Entomol. 64: Hamada, R Density estimation by the modified Jackson s method. Appl. Entomol. Zool. 11: Hayashi, K., and J. Koyama Effects of gamma irradiation on external and internal morphological characters of the adult melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett (Diptera: Tephritidae). Jpn. J. Appl. Entomol. Zool. 25: 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 39

48 Hibino, Y., and O. Iwahashi Mating receptivity of wild type female for wild type males and mass-reared males in the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett (Diptera: Tephritidae). Appl. Entomol. Zool. 24: Hibino, Y., and O. Iwahashi Appearance of wild females unreceptive to sterilized males on Okinawa Is. in the eradication program of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett (Diptera: Tephritidae). Appl. Entomol. Zool. 26: Horn, C., and E. A. Wimmer A transgene-based, embryo-specific lethality system for insect pest management. Nat. Biotechnol. 21: Itô, Y A model of sterile insect release for eradication of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett. Appl. Entomol. Zool. 12: Iwahashi, O Suppression of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett (Diptera: Tephritidae) on Kudaka Is. with sterile insect releases. Appl. Entomol. Zool. 11: Iwahashi, O Eradication of the melon fly, Dacus cucurbitae from Kume Is., Okinawa with the sterile insect release method. Res. Popul. Ecol. 19: Iwahashi, O Ecological studies on the eradication of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett, with the sterile insect release method. Bull. Okinawa Pref. Agric. Exp. Stn. Suppl. 1: Kakinohana, H The melon fly eradication program in Japan. pp In: C. O. Calkins, W. Klassen, and P. Liedo, eds. Fruit Flies and the Sterile Insect Technique. CRC Press, Boca Raton, FL. Kakinohana, H., H. Soemori, and H. Nakamori Mass rearing of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett. II. J. Okinawa Agric. 13: Kawai, A., O. Iwahashi, and Y. Itô Movement of the sterilized melon fly from 40 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告

49 Kume Is. to adjacent islets. Appl. Entomol. Zool. 13: Koyama, J., H. Kakinohana, and T. Miyatake Eradication of the melon fly, Bactrocera cucurbitae in Japan: Importance of behavior, ecology, genetics, and evolution. Annu. Rev. Entomol. 49: Koyama, J., T. Teruya, and K. Tanaka Eradication of the oriental fruit fly (Diptera: Tephritidae) from the Okinawa islands by a male annihilation method. J. Econ. Entomol. 77: Kuba, H., E. Fuchino, and J. Koyama Studies on aerial distribution of sterile adults of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett. 1. Diet and anesthetization for adult flies. Bull. Okinawa Pref. Agric. Exp. Stn. 7: Matsui, M., H. Nakamori, T. Kohama, and Y. Nagamine The effect of male annihilation on a population of wild melon flies, Dacus cucurbitae Coquillett (Diptera: Tephritidae) in northern Okinawa. Jpn. J. Appl. Entomol. Zool. 34: Mavraganis, V. G., C. Liaropoulos, N. T. Papadopoulos, N. A. Kouloussis, and T. Broumas Whole body extract of Mediterranean fruit fly males elicits high attraction in virgin females. Entomol. Exp. Appl. 127: Miyahara, Y., and K. Kawai Movement of sterilized melon fly from Kume Is. to the Amamai Islands. Appl. Entomol. Zool. 14: Nakamori, H Effect of gamma irradiation on the flight activity of the melon fly, Dacus cucurbitae Coquillett (Diptera: Tephritidae). Jpn. J. Appl. Entomol. Zool. 31: Okinawa prefectural fruit fly eradication project office Melon fly eradication project in Okinawa prefecture. Akatsuki Printing Ltd. Pedigo, L. P., and M. E. Rice Entomology and Pest Management. 6th ed. 第二章台灣地區東方果實蠅防治技術與策略建議 41

50 Pearson Education, Inc. 784 pp. Spradling, A. C., and G. M. Rubin Transposition of cloned P elements into Drosophila germ line chromosomes. Science 218: Steiner, L. F., W. C. Mitchell, W. J. Harris, T. T. Kozuma, and M. S. Fujimoto Oriental fruit fly eradication by male annihilation. J. Econ. Entomol. 58: Steiner, L. F., W. G. Hart, E. J. Harris, R. T. Cunningham, K. Ohinata, and D. C. Kamakahi Eradication of the oriental fruit fly from the Mariana islands by the methods of male annihilation and sterile insect release. J. Econ. Entomol. 63: Tan, K. H Area-wide control of fruit flies and other insect pests: joint proceedings of the international conference on area-wide control of insect pests, May 28-June 2, 1998 and the fifth international symposium on fruit flies of economic importance, June 1-5, Penerbit Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang. 782 pp. 42 利用不孕性昆蟲技術防治東方果實蠅可行性評估報告