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白敦文主任專題演講紀要:「生物資訊於水產養殖的應用」

  • 作者:余昭蓉、杜金蓮/水產養殖組

近年來隨著資訊科技發展,已可藉由演算法、統計學和資料庫技術,比對與分析基因序列與蛋白質結構異同,並將結果進一步用於注釋基因功能,有助於生物醫學、生物行為,甚至水產育種研究之進行。本次邀請國立台北科技大學資訊工程系主任白敦文教授,進行「生物資訊在水產養殖領域相關應用」專題演講,內容可簡要歸納成:(一)生物資訊在智慧疫苗開發的前期預測分析;(二)基因表現量標準化之管家基因 (housekeeping gene) 篩選;(三)粒線體基因組的細胞色素c氧化酵素I (cytochrome c oxidase I, COI) 作為生命條碼進行水產品食材組成物種真偽鑑定;(四)利用生物資訊技術尋找目標性狀相關之分子生物標誌等四部分,並藉由實際應用的例子,闡述資訊分析技術如何增益水產生物研究領域。

白主任首先針對水產養殖常見病毒性與細菌性疾病抗原,分析其序列並預測模擬其可能之抗原結構,進而以人工合成短胜肽片段,輔以動物測試結果,加速疫苗的開發,以解決養殖過程中經常面臨之疾病威脅問題。另,利用管家基因在生物不同成長階段、環境都可能被調控表現量的特點,篩選適當的管家基因,提高後續生物分析之精準度。最後則是說明如何將分子標誌應用於物種或性狀特性的區分。物種分析方面,以COI於每個物種中具有特異性之特徵作為鑑定依據,經由分析COI上下游tRNA基因去設計特異性引子序列,有效的辨識水產品組成物種;育種方面則利用又稱微衛星序列 (microsatellite) 的SSR (single sequence repeat),是生物基因組中以數個核苷酸為單位重複出現的序列,不同品系間會呈現重複次數之差異,可輔助育種,另於SSR片段3’端加入1個核苷酸作為ISSR (inter-simple sequence repeat) 引子,它較SSR序列更具特異性,加上資料庫分析配對,篩選出最適特定性狀ISSR序列,增加分子選育的效率。

經由白主任提出多種生物資訊應用於水產養殖的實例,讓研究人員清楚的了解可透過生物資訊系統演算、分析,達到預測篩選的機制,並可應用於水產育種、疫苗研發、水產品組成物種檢驗等研究領域,不像以往需要大海撈針,也使接下來的生物實驗得以更精確的進行。演講結束後,大家紛紛踴躍提問,顯示白主任提供的資訊對於同仁日後的研究想必助益良多。

副所長代表致贈本所推廣品予白敦文教授

張錦宜副所長(右)代表致贈本所推廣品予白敦文主任(左)