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解開臺灣海門冬族群身世之謎

  • 作者:蘇義哲、許自研、吳豐成/水產試驗所東港生技研究中心

全球暖化的原因主要是人類活動排放二氧化碳、甲烷 (methane, CH4) 等大量溫室氣體而導致溫室效應加劇,自工業革命以降,二氧化碳濃度多了35%,而甲烷含量則上升了2.5倍之多。農業產生的甲烷大都來自農作物、牲畜飼料或糞便等有機物無氧分解的過程,約佔農業總排放量的50%左右。近來有學者發現以富含三溴甲烷的海門冬藻體或其萃取物作為畜牧飼料添加劑 (1-2%),即能有效抑制反芻動物瘤胃內的細菌產生甲烷氣體,對降低甲烷生成有顯著改善效果 (90%以上),且對於所生產的牛乳及肉質無不良影響。

海門冬又稱蘆筍藻,係屬紅藻門 (Rhodophyta)真紅藻綱 (Florideophyceae)柏安藻目 (Bonnemaisoniales)柏安藻科 (Bonnemaisoniaceae) 海門冬屬 (Asparagopsis sp.)的一種紫紅色海藻,截至2022年7月,已有三個種 (Asparagopsis armata、A. taxformis、A. svedelli)被確認,形態上有直立莖、匍匐莖之分。直立莖呈圓柱狀且分枝少,下部不分枝,上部為密集輻射狀的羽狀分枝,再由分枝的頂端長出許多細毛狀小枝 (圖1),A. taxformis物種遍布熱帶和亞熱帶海域,而A. armata則分布在溫帶地區。

圖1、臺灣周遭海域所採集海門冬 (許自研 提供)

圖1、臺灣周遭海域所採集海門冬 (許自研 提供)

調查發現,臺灣周遭海域的海門冬分布相當零散,在東北角、澎湖、琉球、恆春半島及東部海域皆可發現其族群,但數量並不豐富且明顯有季節消長的情形,主要生長季節為1-5月之間。目前本中心研究人員已分別自成功鎮、琉球鄉、恆春鎮附近海域採集種原進行養殖,記錄不同溫度、光照、鹽度與營養鹽各項條件對其生長之影響,希望能早日建立其量產模式。另外,也嘗試利用分子生物技術釐清其品種與親緣關係。首先分別抽取於前述三處所採集之海門冬樣品的粒線體DNA,根據細胞色素c氧化酶I(cytochrome c oxidase I, coxI)基因相似度高的保留區域,設計了1組AT (A. taxformis) coxI引子,於升降溫儀器中進行聚合酶連鎖反應 (polymerase chain reaction, PCR),結果顯示AT coxI引子對能擴增出900 bp (base pair)左右的片段 (圖2)。將片段進行基因定序,並與美國國家生物技術信息中心基因資料庫比對,結果顯示琉球鄉、恆春鎮及成功鎮海門冬樣品的coxI基因序列相似度與A. taxformis相近。藉由海門冬的品種鑑定,可進一步了解臺灣周遭海域海門冬族群的遺傳背景,並作為物種資源保護及海藻產業開發的參考,進而加速達成淨零、永續的目標。

圖2、琉球鄉、恆春鎮及成功鎮所採集海門冬的coxI基因片段

圖2、琉球鄉、恆春鎮及成功鎮所採集海門冬的coxI基因片段