海洋基因體解碼　發現寶島文蛤

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（台北內科週報第691期／2025年7月21日-2025年7月27日）

【產學政研連線】以海島的優勢，台灣海洋大學與農業部水產試驗所，於7月17日宣佈啟動「台灣海洋基因體解碼計畫」，以「海洋10年台灣100」為號召，希望在2030年前完成100種台灣海洋生物基因體圖譜；這項計畫不但有助於守護海洋資源，也能幫助漁業管理和生物多樣性保育。令人振奮的是，研究團隊已透過基因解碼，發現台灣沿海尚未記錄的新物種，暫名「寶島文蛤」，未來將正式命名並發表。

海大許泰文校長表示，感謝農業部及水產試驗所長年支援，促成本計畫順利整合政府與學界的研究資源，共同推動台灣成為亞洲領先的海洋基因體研究重鎮。農業部水試所張錦宜所長也指出，本計畫有助於強化我國海洋科技自主能力，並呼應「海洋國家」政策，為海洋永續治理提供重要科學支撐。

▲海大許泰文校長期望，台灣成為亞洲領先的海洋基因體研究重鎮（照片係台灣海洋大學提供）。

呼應聯合國「海洋科學10年」（2021–2030）倡議與永續發展目標（SDGs）第14項「保育與永續利用海洋資源」，「台灣海洋基因體解碼計畫」聚焦4大核心工作，包括：一、鎖定代表性海洋生物深入研究、建立先進的基因定序平台；二、推動基因資訊分析技術；三、促進國內外跨領域合作；四、培育基因資料分析與整合的人才。

該計畫的首階段，預計在3年內完成30種代表性物種的全基因體定序，具文化意涵的飛魚、經濟價值高的康氏馬加鰆（土魠）、能吸收二氧化碳的微藻、應用潛力大的海洋酵母，以及具生態指標意義的環境細菌等，系統性建構台灣海洋基因體基礎資料，為未來的研究、產業應用與政府決策提供重要科學依據。

▲海大許泰文校長（右）與農業部水試所張錦宜所長，代表雙方簽約，也宣佈啟動「台灣海洋基因體解碼計畫」（照片係台灣海洋大學提供）。

此次寶島文蛤的新發現，為海大台灣海洋基因體中心研究團隊運用先進的第3代定序平台與Hi-C技術，完成文蛤屬（Meretrix spp.）貝類全基因體定序的意外驚喜。基因分析顯示，新發現的寶島文蛤表現出更多免疫功能相關基因，顯示其具備較高的抗病潛力，未來可望成為水產養殖的新品種。同時，透過基因資訊輔助，也有機會培育出高抗病潛力、快速成長與高環境適應力的新品系，為氣候變遷下的水產養殖提供永續解方。

「台灣海洋基因體中心」於2023年設立，由海大蔣國平特聘教授推動、中央研究院湯森林研究員擔任執行長。該中心在國科會中程綱要計畫支持下，整合國內海洋與生技資源，建構全臺最完整的海洋基因體資料平台與定序技術基地，並積極推動基因體應用於物種保育、生技研發、水產育種等領域，深化產學研合作，期望提升台灣在藍色經濟中的產業競爭力。

海大跨國合作　為錨形紋葉珊瑚解密

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（台北內科週報第642期／2024年8月5日-2024年8月11日）

【ESG促進平台】近年全球珊瑚數量的減少，引發國際間對於珊瑚的基礎研究、培育及養殖以及海洋保育活動的關注度不斷提升，而基因體，素有生命的設計圖之稱，包含生物體生長和運作所需的資料，若能詳細解開基因體的資訊，就能更加深入瞭解珊瑚的生物學特徵，進而優化養殖技術，並提高保育復育活動的效率。

基於珊瑚礁生態系，孕育著豐富的海洋資源，對於維護生物多樣性十分重要，台灣海洋大學海洋環境與生態研究所所長識名信也教授近期與東京大學（UTokyo）大氣海洋研究所新里宙也（Chuya Shinzato）副教授及沖繩科學技術大學院大學（OIST）佐藤矩之（Noriyuki Satoh）教授合作，成功解開1種石珊瑚-錨形紋葉珊瑚（Fimbriaphyllia ancora）的基因體，將能更有效地養殖珊瑚與推進復育，相關研究成果並發表在《Nature》的子期刊《Communications Biology》（通訊生物學）。

▲海大識名信也教授與研究團隊研討的情景（照片係台灣海洋大學提供）。

識名教授表示：「透過運用研究的基因體資訊，不僅能改進此珊瑚的養殖技術，也能更有效地推進保育復育活動。」

由於石珊瑚是珊瑚礁生態系的主要建構者，而錨形紋葉珊瑚為1種廣泛分布於印太地區的石珊瑚，不僅在觀賞水族珊瑚市場上具有較高的經濟價值，近年來也成為研究珊瑚有性生殖的重要模式物種。識名教授自2018年起，與新里宙也副教授及佐藤矩之教授（OIST）共同開始此珊瑚的基因體解析工作。此外，該研究團隊更在研究中發現珊瑚的不同組織各自擁有不同的基因群，扮演著珊瑚生理功能的多樣角色，這也是全球性的創舉！

▲識名教授表示，透過運用研究的基因體資訊，將能更有效地推進珊瑚保育與復育（照片係台灣海洋大學提供）。

隨著全球氣候變遷、海水酸化與溫度上升，珊瑚面臨著嚴峻的生存挑戰，美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）日前也對外公布，全球正在經歷第4次大規模珊瑚白化。透過珊瑚基因體分析所揭示的種群結構和遺傳多樣性，將有助於準確理解不同珊瑚物種的環境需求，並推進珊瑚的保護與復育活動。識名教授表示，今後將持續與國內外研究機構和大學合作，為台灣的珊瑚研究發展作出貢獻。論文連結：https://www.nature.com/articles/s42003-024-06544-4。

參與海洋固氮研究　發現新可能

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（台北內科週報第626期／2024年4月15日-2024年4月21日）

【ESG促進平台】台灣海洋大學海洋生物研究所張順恩助理教授，參與加州大學海洋固氮研究跨國團隊，近期成果顛覆一般認知，發現1種能夠進行固氮作用的全新胞器，命名為nitroplast（固氮體），並於4月11日刊登在全球權威學術期刊《科學》（Science）的封面文章。根據共生體學說，除了進行呼吸作用的粒線體和光合作用的葉綠體等，此固氮體是現知第4例由原本與真核細胞共生的原核生物演化而成的胞器。張順恩表示，由於許多植物和藻類的生長都是由氮限制，所以固氮體的發現將為提升地球的生產力和碳封存能力，帶來新的可能性。

固氮是生命的重要過程，一般認知只有細菌或是古細菌能從大氣中吸收氮，並將其轉化為生物可用的形式。該研究的負責人-加州大學聖塔克魯茲分校Jonathan Zehr特聘教授，早於1998年就在海洋中發現固氮藍綠細菌（Candidatus Atelocyanobacter thalass, UCYN-A），而多年來，科學家一直認為 UCYN-A與海洋單細胞藻類（Braarudosphaera bigelowii）是內共生的互利關係。研究團隊發現B. bigelowii與UCYN-A的生長速度具有同步性，但需要更進一步以實驗證明兩者在代謝的相關性，張順恩便是參與了這部分蛋白質組與基因體分析的研究工作。

▲張順恩助理教授參與跨國海洋固氮研究，成果登全球權威期刊《Science》，深受重視（照片係台灣海洋大學提供）。

由加州大學聖塔克魯茲分校Tyler Coale帶領的研究團隊將UCYN-A從B. bigelowii中分離，進行蛋白質組與基因體分析，他們發現UCYN-A約2,000種不同的蛋白質中，有一半是來自B. bigelowii，而不是在UCYN-A內部產生。而許多藻類細胞生產的蛋白質還有助於UCYN-A的固氮作用，並且就像其他的胞器，能夠透過特定的胺基酸序列標記將蛋白質運送到UCYN-A。此外，由加州大學舊金山分校及勞倫斯柏克萊國家實驗室團隊Valentina Loconte帶領的研究團隊也透過軟X光斷層掃描顯微技術（Soft X-ray tomography）發現UCYN-A與B. bigelowii的細胞是同步分裂，證實UCYN-A已經與藻類細胞融合，是具有固氮功能的胞器（即固氮體）。

▲張順恩助理教授（右排前2）去年獲海大海洋中心補助，參與加州大學聖塔克魯茲分校Jonathan_Zehr團隊合作研究(照片係張順恩助理教授提供)。

張順恩補充著說：「這些結果顯示UCYN-A通過輸入大量B. bigelowii的蛋白質補充缺失的代謝過程，以及B. bigelowii 能夠在細胞分裂後將UCYN-A傳遞給子代細胞，滿足了定義胞器的條件。」而B. bigelowii也成為了第1個已知可以從大氣中吸收，並利用氮氣的真核生物。他也表示，這是生物學上具有開創性的重大發現，相信將能納入教科書中，十分榮幸能夠參與這項研究，並成為相關文章的共同作者。

海洋中還有大量不同種類的固氮生物有待進一步研究。張順恩指出，「台灣在研究海洋固氮生物或固氮體上有很大的優勢，因為鄰近的黑潮水域就是固氮作用的熱點，其中就有B. bigelowii，以及多種目前被認為與矽藻內共生的藍綠細菌。因此，我們團隊以海洋大學為基地，配合國際合作，正致力研究海洋固氮生物在全球環境變遷中的響應和相關的生理機制。」