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林宏運：解開海洋矽藻分泌多醣、形成「海洋雪花」固碳機制之謎
林宏運首先分享，海水中的藻類會在生長過程中，釋放出具有黏性的硫酸化岩藻多醣(fucose-containing sulfated polysaccharides, FCSP)，這類物質會自然聚集成透明胞外聚合顆粒物質(TEP)，黏附周遭的微生物、有機物質和生物碎屑，最終形成尺寸大於500微米的「海洋雪花」，海洋雪花是將碳帶往海底封存的主要載體。
林宏運的研究，則聚焦在海洋固碳中扮演要角的矽藻，如何調節FCSP的調節及合成機制。目前他們已經發現，矽藻的FCSP會在逆境中增加，但不同逆境下形成的海洋雪花形狀不同，而缺磷環境下不僅能夠產生最多的FCSP，還會自然聚集成球體。
研究團隊也透過RNA轉錄體研究，初步揭開了矽藻的FCSP合成機制，包含將藻體內儲存的金藻昆布糖(chrysolaminarin)降解成葡萄糖、將其轉換成GDP-岩藻醣、GDP-岩藻醣的聚合反應、多醣的硫酸化修飾等步驟。
此外，有鑑於團隊目前用於研究的矽藻，在轉基因操作上需要透過多次的電穿孔才能達成、程序繁雜，因此團隊正在開發跨界接合轉殖法(Transkingdom conjugation)，希望能夠利用細菌接合的特性，讓矽藻的轉殖研究更加容易。
海洋大學海洋中心林宏運助理研究員。(圖/大會提供)
康利國：總體轉錄體深度解謎大、小浮游藻氮源利用差異
康利國的研究，是利用總體轉錄體(metatranscriptome)分析海中浮游植物(phytoplankton)與氮相關的基因表現，了解它們如何適應不同的水域環境。浮游植物是海洋環境中的重要基礎生產者，無機氮源的不足是它們主要的限制生長因素。
康利國指出，浮游植物的體型變化很大、從0.2微米到200微米都有，體型的差異也影響到它們使用的無機氮源差異。例如，體積小、表面積大的藍綠菌，能夠直接攝取環境中的銨鹽(NH4+)作為氮源，但對體型較大的藻類(例如矽藻)而言，雖然也能使用銨鹽，但是硝酸鹽(NO3-)的吸收速率更好，能夠作為主要氮源。
研究團隊也進一步發現，浮游植物也可以透過調節膜上的運輸通道，改變對營養鹽的吸收能力。例如，矽藻的硝酸運輸基因Nrt2，會在周遭硝酸鹽濃度上升、或是缺氮環境中提高表現量，但是銨鹽濃度較高時會降低表現。
根據研究團隊在臺灣北部的東海測線採集結果，加上總體轉錄體分析，研究團隊發現2018年海中藻類大量生長、銨鹽和硝酸鹽的最大攝取率都很低，而矽藻優勢種的氮限制相關基因表現比例很低，代表矽藻已經攝取到足夠的氮、停止進一步攝取，因此當年度的海水表面硝酸濃度升高，可能是受到餘氮(residual nitrogen)的影響。
但到了2019年，總體轉錄體研究結果卻顯示，矽藻與氮限制相關的基因表現變多了，代表它們主動競爭環境中有限的氮源。
海洋大學海洋環境與生態研究所康利國副教授。(圖/大會提供)
王亮鈞：魚生病可能是因為共生菌發生改變！
王亮鈞專注於魚類與共生菌、水中環境三者的交互作用。王亮鈞表示，如同人類腸道黏膜上住著許多微生物，魚皮表面的黏液中也有許多微生物，與環境有複雜的交互作用，並影響魚類的健康。
王亮鈞的研究聚焦於虎頭鯊(P. hypophthalmus，一種淡水鯰魚)與親水性產氣單胞菌(A. hydrophila，簡稱AH菌)的關聯。AH菌是種經常在臺灣養殖漁業中造成危害的感染源，其來源不明、經常存在於水池中，但不是水中有AH菌魚就一定會生病。
王亮鈞研究團隊，透過建立體外無菌魚皮模型，確認水體中的AH菌不會直接造成魚皮發炎，而是影響了魚皮表面的共生菌、魚才生病。他們進一步透過16S核糖體DNA(rDNA)分析得知，當AH影響了魚皮黏液中的弧菌屬(Vibrio sp.)，就會引起魚皮發炎。
不過，王亮鈞強調，魚黏膜表皮菌相的組成，也會受到水體環境的菌相和宿主本身的黏膜特性影響，不一定都是弧菌屬的影響，不同來源的魚隻身上的組成菌可能也會差異很大。
不過，團隊還是發現了一些通則。例如，在魚的共生菌相中，與環境相關的菌種約佔70%、宿主相關的菌種佔24%、其餘是兩者都有；健康的魚大約都是這個佔比，但較不健康的魚，與宿主相關的菌種比例會變高，更加強化了與宿主相關的菌相與魚生病的關聯性。
中山大學海洋生物科技暨資源學系王亮鈞副教授。(圖/大會提供)
(報導 / 吳培安)
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