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陽明山發現世界新物種！ 中山大學跨國團隊解謎「溫泉紅藻」

2024-05-06
國立中山大學生物科學系助理教授、玉山青年學者傅瀚儀攜手臺、韓學者，針對於陽明山採獲的一種溫泉紅藻進行基因體定序，確認為新屬新種，將其命名為「陽明山溫泉紅藻」（Cyanidiococcus yangmingshanensis）。跨國研究團隊一舉推翻原先被辨識錯誤的藻株屬種，並指出全球指標性的GenBank基因序列資料庫舊樣本應屬於此新屬新種，為最早以基因體定序進行溫泉紅藻辨識的研究結果之一。傅瀚儀強調，溫泉紅藻具有嗜熱嗜酸與特殊光合作用調節機制等特性，且能吸附重金屬，有助應用於生物科技與仿生技術，未來發展極具潛力，可望作為固碳或廢水處理等綠色材料。
 
中山大學生科系助理教授傅瀚儀表示，溫泉紅藻綱（Cyanidiophyceae）是一群單細胞紅藻，可在高溫強酸環境中存活，主要分布在硫酸比例較高的溫泉水體區域。研究團隊於2015年在陽明山國家公園主要溫泉區之一的焿子坪硫磺泉附近所採集的這一種溫泉紅藻個體極為細小、散佈在霧氣之中，非肉眼可見，但若成群則可看到一片藍綠色。團隊將此種溫泉紅藻與GenBank資料庫樣本進行基因序列比對，依據序列相似度結果，最初判斷採集到的是Galdieria maxima，跟據文獻描述，是該屬中細胞最大的一種溫泉紅藻（直徑6-16.5 μm），具備吸收多種有機碳進行異營生長的能力。然而，研究團隊所採獲的這種溫泉紅藻細胞卻很小（直徑1.2-3.8 μm），且無法在含葡萄糖培養液中異營生長。

「當初在繪製陽明山採集到的溫泉紅藻親緣關係時就很納悶，為什麼會和同屬其他種親緣關係那麼遠？卻和不同屬不同種的溫泉紅藻親緣關係那麼近？」傅瀚儀說，這些疑問驅使他再去搜尋研究相關的文獻，發現凡是採用美國國家生物技術資訊中心GenBank資料庫的Galdieria maxima藻種比對所做的研究，結果都有些不盡合理之處。由於溫泉紅藻不易從外觀特徵辨別分類，因此團隊採rbcL基因序列辨識物種後，再以比較基因體學的方法進行分析，意外揭露基因序列資料庫所藏「Galdieria maxima藻種」樣本辨識有誤的問題。
 
研究團隊解釋，同一藻種不同取樣的同一基因其序列應該高度相似，但研究結果卻出現截然不同的序列時，合理推斷GenBank資料庫裡當初作為新種命名的藻株極可能受到汙染，也就是說藻株混合到兩個以上的物種。因此，研究團隊將陽明山採集到的溫泉紅藻進行基因體定序與組裝，利用基因體、形態與生理等特徵進行綜合分析，提出此種藻株應為新屬新種，並命名為「陽明山溫泉紅藻」（Cyanidiococcus yangmingshanensis）。團隊希望繼續深入研究，瞭解溫泉紅藻光合作用調節機制與電致變色的反應特性，為未來永續生技與仿生應用和發展奠定基礎。
 
本研究結果發表於國際知名期刊《藻類學期刊》（Journal of Phycology）。共同作者為東海大學生命科學系教授劉少倫、中央研究院生物多樣性研究中心研究員江殷儒，及南韓成均館大學生物科學系副教授Hwan Su Yoon。
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