阳明山发现新物种 中山大解密「温泉红藻」可吸附重金属

国立中山大学生物科学系助理教授傅瀚仪携手台、韩学者,在阳明山发现新物种「阳明山温泉红藻」(Cyanidiococcus yangmingshanensis)。(国立中山大学提供/袁庭尧高雄传真)

「阳明山温泉红藻」具有嗜热嗜酸与特殊光合作用调节机制等特性,且能吸附重金属,有助应用于生物科技与仿生技术,未来发展极具潜力,可望作为固碳或废水处理等绿色材料。(国立中山大学提供/袁庭尧高雄传真)

国立中山大学生物科学系助理教授傅瀚仪携手台、韩学者,针对阳明山红藻进行基因定序,发现新物种「阳明山温泉红藻」(Cyanidiococcus yangmingshanensis)。傅瀚仪强调,该藻具有嗜热嗜酸与特殊光合作用调节机制等特性,且能吸附重金属,有助应用于生物科技与仿生技术,未来发展极具潜力,可望作为固碳或废水处理等绿色材料。

中山跨国研究团队一举推翻原先被辨识错误的藻株属种,并指出全球指标性的GenBank基因序列资料库旧样本应属于此新属新种,为最早以基因体定序进行温泉红藻辨识的研究结果之一。

傅瀚仪表示,温泉红藻纲(Cyanidiophyceae)是一群单细胞红藻,可在高温强酸环境中存活,主要分布在硫酸比例较高的温泉水体区域。研究团队于2015年在阳明山国家公园主要温泉区之一的焿子坪硫磺泉附近所采集的这一种温泉红藻个体极为细小、散布在雾气之中,非肉眼可见,但若成群则可看到一片蓝绿色。团队将此种温泉红藻与GenBank资料库样本进行基因序列比对,依据序列相似度结果,最初判断采集到的是Galdieria maxima,跟据文献描述,是该属中细胞最大的一种温泉红藻(直径6-16.5 μm),具备吸收多种有机碳进行异营生长的能力。然而,研究团队所采获的这种温泉红藻细胞却很小(直径1.2-3.8 μm),且无法在含葡萄糖培养液中异营生长。

「当初在绘制阳明山采集到的温泉红藻亲缘关系时就很纳闷,为什么会和同属其他种亲缘关系那么远?却和不同属不同种的温泉红藻亲缘关系那么近?」傅瀚仪说,这些疑问驱使他再去搜寻研究相关的文献,发现凡是采用美国国家生物技术资讯中心GenBank资料库的Galdieria maxima藻种比对所做的研究,结果都有些不尽合理之处。由于温泉红藻不易从外观特征辨别分类,因此团队采rbcL基因序列辨识物种后,再以比较基因体学的方法进行分析,意外揭露基因序列资料库所藏「Galdieria maxima藻种」样本辨识有误的问题。

研究团队解释,同一藻种不同取样的同一基因其序列应该高度相似,但研究结果却出现截然不同的序列时,合理推断GenBank资料库里当初作为新种命名的藻株极可能受到污染,也就是说藻株混合到两个以上的物种。因此,研究团队将阳明山采集到的温泉红藻进行基因体定序与组装,利用基因体、形态与生理等特征进行综合分析,提出此种藻株应为新属新种,并命名为「阳明山温泉红藻」(Cyanidiococcus yangmingshanensis)。团队希望继续深入研究,了解温泉红藻光合作用调节机制与电致变色的反应特性,为未来永续生技与仿生应用和发展奠定基础。

本研究结果发表于国际知名期刊《藻类学期刊》(Journal of Phycology)。共同作者为东海大学生命科学系教授刘少伦、中央研究院生物多样性研究中心研究员江殷儒,及南韩成均馆大学生物科学系副教授Hwan Su Yoon。