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1 摘 要 青 海 菜 Monostroma nitidum 之 供 給 是 由 天 然 產 地 採 集 而 來 當 青 海 菜 M. nitidum 來 源 受 限 時, 增 加 產 量 唯 一 可 能 的 方 法 是 比 照 紫 菜 進 行 人 工 養 殖 本 計 劃 選 擇 澎 湖 五 處 潮 間 帶 進 行 M. nitidum 之 調 查, 瞭 解 分 佈 狀 況 及 對 天 然 棲 地 之 需 求 以 利 未 來 移 植 潮 間 帶 今 年 度 的 計 畫 主 要 是 應 用 原 生 質 體 再 生 路 徑 中 的 類 癒 傷 組 織 作 為 種 苗 來 源 並 收 集 類 癒 傷 組 織 所 釋 放 的 單 孢 子 進 行 附 苗 養 殖 分 離 出 的 原 生 質 體 培 養 第 三 十 五 天 就 能 取 得 類 癒 傷 組 織, 且 以 單 孢 子 附 苗 的 尼 龍 網 繩 培 養 十 五 天 後, 平 均 每 平 方 公 分 可 長 出 3~4 株 幼 生 藻 體, 且 經 過 一 個 月 即 能 長 成 葉 體 這 是 一 套 簡 單 便 利 且 可 大 量 獲 得 青 海 菜 種 苗 之 生 產 流 程 關 鍵 字 : 青 海 菜 類 癒 傷 組 織 單 孢 子 生 產 種 苗 1

2 壹 前 言 澎 湖 群 島 儘 管 陸 地 貧 瘠 阻 礙 澎 湖 農 業 發 展, 但 不 同 時 期 輪 替 出 現 三 種 不 同 寒 暖 流 經 過, 使 澎 湖 海 域 蘊 藏 著 非 常 豐 富 的 海 洋 生 物 資 源, 其 中 海 藻 對 當 地 沿 岸 生 態 環 境 平 衡 及 漁 業 資 源 保 育 有 極 大 的 影 響 根 據 澎 湖 群 島 海 域 ( 方 等,1993; 張 等, ; 邵 等,1992) 海 藻 資 源 調 查, 提 及 滿 佈 潮 間 帶 的 青 海 菜 Monostroma nitidum 是 存 在 於 澎 湖 最 常 見 產 量 最 為 豐 富 的 海 藻, 也 是 潮 間 帶 最 具 經 濟 價 值 之 海 藻 因 此 在 進 行 海 藻 資 源 復 育 時, 青 海 菜 M. nitidum 是 優 先 考 慮 之 目 標 藻 種 由 於 沿 岸 環 境 遭 受 人 為 破 壞 非 常 嚴 重, 造 成 自 然 棲 地 面 積 縮 減 加 上 大 量 開 發 海 藻 做 為 人 類 生 活 中 各 種 用 途 的 結 果 (Cambie and Ferguson, 2003; Ruperez, 2002 ), 澎 湖 水 域 之 天 然 海 藻 資 源 有 漸 趨 萎 縮 的 現 象 依 據 漁 業 年 報 獲 知 青 海 菜 M. nitidum 產 量, 在 1983 年 產 量 大 約 300 多 噸 ( 乾 重 ), 至 1999 年 僅 有 40 噸 ( 台 灣 省 農 林 廳,1999), 逐 年 下 降 可 略 知 海 藻 資 源 日 趨 枯 竭 青 海 菜 M. nitidum 資 源 的 再 生 與 復 育, 首 要 的 關 鍵 在 於 擁 有 具 體 且 完 整 的 青 海 菜 M. nitidum 生 態 環 境 需 求 資 訊 與 其 種 苗 來 源 的 穩 定 供 給 曾 等 ( ) 進 行 澎 湖 潮 間 帶 海 藻 相 調 查, 發 現 青 海 菜 其 實 普 遍 存 在 各 個 採 樣 區 相 同 生 長 季 節, 卻 有 類 似 地 形 地 質 之 不 同 採 集 區, 青 海 菜 M. nitidum 覆 蓋 率 豐 度 與 體 型, 差 異 頗 大 但 目 前 對 於 澎 湖 海 域 潮 間 帶 青 海 菜 分 佈 資 料 出 現 頻 率 及 生 態 群 聚 仍 稍 嫌 不 足 因 此, 亟 須 對 選 定 青 海 菜 海 上 復 育 及 再 造 資 源 之 試 驗 地 點, 積 極 進 行 全 面 性 調 查 以 明 瞭 其 對 環 境 的 需 求 及 相 關 訊 息 本 次 試 驗 選 擇 澎 湖 馬 公 市 烏 崁 湖 西 鄉 龍 門 白 沙 鄉 後 寮 西 嶼 鄉 合 界 及 白 沙 鄉 吉 貝 等 5 個 樣 區 進 行 青 海 菜 調 查, 並 進 行 產 業 利 用 訪 查, 分 析 資 源 使 用 現 況 以 提 供 作 為 澎 湖 青 海 菜 種 苗 生 產 復 育 及 資 源 永 續 利 用 之 參 考 分 佈 極 廣 的 青 海 菜 M. nitidum, 在 台 灣 以 澎 湖 為 主, 東 北 角 鼻 頭 角 和 平 島 亦 有 發 現, 恆 春 半 島 則 有 少 量 分 佈 生 產 季 節 在 冬 天 12 月 至 翌 年 的 3-4 月 ( 黃, 2000) 青 海 菜 傳 統 養 殖 方 式 易 受 到 季 節 變 化 所 影 響, 且 耗 時 費 力, 佔 用 廣 大 設 備 Tang (1982) 和 Wang et al. (1986,1987) 為 了 克 服 傳 統 生 產 海 藻 種 苗 的 缺 點, 嘗 試 使 用 酵 素 酶 解 紫 菜 P.hautanensis 葉 體, 再 將 分 離 之 原 生 質 體 進 行 紫 菜 育 苗 與 室 外 養 成, 這 是 首 次 將 原 生 質 體 應 用 於 海 藻 的 人 工 養 殖 之 後 Saga and Kudo (1989) 和 Chen (1998) 分 別 從 青 海 菜 之 葉 狀 體 與 固 著 器,Chen and Shyu (1994) 由 小 海 帶 分 離 出 原 生 質 體, 進 而 培 養 發 育 生 成 細 胞 團 或 絲 狀 體 這 些 細 胞 團 或 絲 狀 體 有 如 高 等 植 物 的 種 子 一 樣, 可 做 為 海 藻 大 量 養 殖 的 藻 苗 來 源 在 大 型 綠 藻 方 面, 可 被 誘 發 形 成 細 胞 團 者, 包 括 有 三 種 石 髮 Enteromorpha: 腸 石 髮 E. intestinalis (Poline-Fuller et al., 1986) 緣 管 石 髮 E. linza (Reddy and Fujita, 1991) 及 石 髮 E. prolifera (Reddy et al., 1992) 和 三 種 石 蓴 Ulva: 孔 石 蓴 U. pertusa (Reddy et al., 1989) U. taeniata (Polne-Fuller et al., 1986) 和 硬 石 蓴 U. rigida (Della-Pieta et al., 1991) 及 兩 種 青 海 菜 Monostroma 袋 礁 膜 M. angicava (Saga and Kudo, 1989) 和 寛 礁 膜 M. latissimum(chen and Chiang, 1994) 由 於 細 胞 團 距 離 幼 芽 階 段 較 短, 若 能 夠 2

3 有 效 繁 殖 它, 即 可 直 接 經 由 細 胞 團 附 苗 以 進 行 人 工 養 殖 本 研 究 主 要 針 對 澎 湖 具 有 經 濟 價 值 的 青 海 菜, 建 立 一 套 能 生 產 種 苗 及 附 苗 的 模 式, 再 將 實 驗 所 得 結 果 與 進 一 步 移 植 野 外 現 場 水 域 中 的 實 際 情 況 加 以 比 較, 並 完 成 大 量 生 產 青 海 菜 細 胞 團 串 方 法 之 建 立, 以 提 供 青 海 菜 人 工 大 量 海 上 養 殖 之 種 苗 來 源 貳 材 料 方 法 一. 澎 湖 青 海 菜 資 源 分 佈 及 產 量 調 查 1. 調 查 地 點 : 本 研 究 於 2008 年 3~11 月 調 查 青 海 菜 M. nitidum 分 佈 地 點 與 產 量, 調 查 樣 區 為 澎 湖 縣 五 處 地 點, 分 別 為 馬 公 市 烏 崁 湖 西 鄉 龍 門 白 沙 鄉 後 寮 西 嶼 鄉 合 界 及 白 沙 鄉 吉 貝 ( 圖 一 ), 於 潮 間 帶 區 域 進 行 青 海 菜 資 源 調 查, 以 GPS 定 位 器 在 現 場 測 量 經 緯 度 馬 公 市 烏 崁 樣 區 (GPS:N ;E ), 位 於 港 口 面 海 左 側, 為 一 平 坦 之 天 然 岩 礁 地 形, 岸 邊 多 由 岩 礁 沙 及 珊 瑚 碎 石 所 組 成, 且 具 有 許 多 大 小 潮 池 湖 西 鄉 龍 門 樣 區 (GPS:N ;E ), 位 於 漁 港 西 側, 堤 防 旁 堆 疊 有 許 多 消 坡 塊, 潮 間 帶 寬, 為 一 圓 弧 狀 的 海 蝕 平 臺, 有 許 多 大 大 小 小 的 潮 池 分 佈 其 中, 底 質 由 大 小 不 等 的 礁 岩 及 礫 石 所 構 成 白 沙 鄉 後 寮 樣 區 (GPS: N ;E ), 位 於 白 沙 鄉 後 寮 遊 憩 地, 此 區 西 邊 港 口 為 人 工 建 造 之 海 岸, 有 寬 廣 的 潮 間 帶, 其 地 形 較 為 平 坦, 散 佈 有 許 多 珊 瑚 小 碎 石 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N ;E ), 位 於 西 嶼 島 東 南 端, 為 海 灣 地 形, 面 鄰 強 烈 潮 流, 水 域 較 深, 海 岸 地 形 較 為 多 樣 化, 底 質 以 礁 岩 及 礫 石 灘 為 主 白 沙 鄉 吉 貝 樣 區 (GPS:N ;E ), 為 一 寬 廣 且 平 坦 的 海 蝕 平 臺, 大 部 份 都 是 礫 石 灘 及 礁 岩 所 組 成, 分 佈 有 許 多 大 小 不 一 的 潮 池 ( 圖 二 ~ 十 一 ) 2. 調 查 方 法 : 在 樣 區 退 潮 時, 設 置 三 條 由 低 潮 至 高 潮 線 與 海 岸 垂 直 之 橫 截 線, 將 低 潮 線 設 為 基 準 點, 直 至 高 潮 線 為 止 分 為 5 點 等 長 度 之 採 集 點 進 行 採 樣 ( 圖 十 二 ), 在 左 右 兩 側 各 採 取 一 次 樣 本 採 樣 工 具 為 一 塑 膠 框, 大 小 為 50 x 50 cm 2 ( 共 分 成 25 個 小 方 格, 每 一 方 格 是 10 x 10 cm 2 )( 圖 十 三 ), 在 每 一 調 查 點 的 兩 側 隨 機 放 置 採 樣, 如 遇 測 量 地 點 凹 凸 不 平 時, 即 平 行 向 兩 側 延 伸 至 可 估 算 的 位 置 進 行 調 查 記 錄 出 現 的 藻 類 名 稱, 並 計 算 各 大 型 海 藻 所 佔 據 的 方 格 數 計 算 其 覆 蓋 率 3. 產 量 調 查 : (1) 詢 訪 澎 湖 收 購 青 海 菜 M. nitidum 之 大 小 盤 商 如 澎 祖 漁 翁 島 等 食 品 行, 約 略 估 計 青 海 菜 1~4 月 生 產 季 節 之 產 量 (2) 採 用 臺 灣 大 學 漁 業 科 學 研 究 所 之 生 物 量 (Biomass) 方 法, 針 對 樣 區 之 青 海 菜 進 行 調 查 在 裸 露 的 潮 間 帶 平 臺, 靠 近 岸 邊 隨 機 選 定 一 個 出 現 藻 類 之 地 點 以 皮 尺 面 向 垂 直 等 深 線 的 方 向 拉 線 使 用 GPS 定 位 系 統 定 位, 依 據 潮 間 帶 大 小 設 定 拉 線 長 3

4 度 (100 公 尺 或 150 公 尺 ) 以 目 測 方 式 找 尋 四 到 五 個 具 代 表 性 的 區 域, 於 上 方 放 置 cm 的 方 框, 並 以 徒 手 以 及 湯 匙 刮 取 的 方 式 進 行 採 樣, 同 時 進 行 分 類 並 拍 照, 採 集 之 青 海 菜 就 地 洗 淨 擰 乾 秤 重 4. 計 算 方 式 : 青 海 菜 M. nitidum 覆 蓋 率 是 測 定 採 樣 框 內 的 面 積, 估 算 青 海 菜 在 框 內 所 佔 之 格 數, 覆 蓋 率 越 高, 則 表 示 出 現 藻 種 越 多 青 海 菜 覆 蓋 率 (Coverage rate) 計 算 公 式 ( 表 一 ): 每 一 個 樣 框 單 一 種 海 藻 的 覆 蓋 率 ( C )= 各 等 級 的 小 樣 框 數 (F) x 該 等 級 的 百 分 評 比 (M) / 小 樣 框 數 的 總 和 (25) 二. 利 用 青 海 菜 原 生 質 體 再 生 的 類 癒 傷 組 織 ( 細 胞 團 串 ) 進 行 種 苗 培 育 建 立 簡 易 製 備 青 海 菜 M. nitidum 原 生 質 體 之 方 法 1. 藻 體 來 源 及 室 內 培 養 : 本 次 試 驗 所 使 用 之 青 海 菜 M. nitidum 為 2008 年 3~6 月 間, 於 澎 湖 馬 公 市 烏 崁 (GPS:N ;E ) 湖 西 鄉 龍 門 (GPS:N ; E ) 白 沙 鄉 後 寮 (GPS:N ;E ) 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N ;E ) 白 沙 鄉 吉 貝 (GPS:N ; E ) 等 五 處 潮 間 帶 所 採 集, 選 擇 幼 生 及 顏 色 較 鮮 綠 之 藻 體, 儘 量 避 免 選 取 潮 上 帶 未 浸 泡 於 海 水 的 青 海 菜 M. nitidum, 並 在 採 集 地 點 就 地 以 海 水 沖 洗 數 次, 再 裝 進 有 海 水 的 塑 膠 袋 中, 儘 速 帶 回 國 立 澎 湖 科 技 大 學 藻 類 實 驗 室, 將 藻 體 浸 泡 於 含 抗 生 素 混 合 液 (Penicillin-G 1.67mg/L,Streptomycin 0.33mg/L,Nystatin 0.17mg/L) 之 滅 菌 海 水 中 分 鐘, 最 後 將 消 毒 好 的 藻 體 置 於 20, 光 照 12 hr 黑 暗 12hr 之 培 養 箱 中, 以 含 有 1ppmGeO 2 (Brophy and Murry, 1989) 及 PES 強 化 營 養 鹽 (Provasoli, 1968) 的 海 水 內 培 養 3~5 天 期 間 觀 察 藻 體 是 否 有 配 子 釋 放, 若 有 釋 放 配 子 之 青 海 菜 M. nitidum 藻 體 則 挑 除 丟 棄 2. 藻 體 之 挑 選 與 消 毒 : 首 先 在 倒 立 顯 微 鏡 (Nikon ECLIPSE TE2000-S) 下 鏡 檢 青 海 菜 M. nitidum 葉 狀 體, 挑 選 細 胞 排 列 緊 密 飽 滿 之 藻 體 做 為 實 驗 材 料, 將 其 移 入 無 菌 操 作 台 中, 先 以 過 濾 海 水 沖 洗, 再 用 軟 刷 清 洗 藻 體 表 面, 去 除 附 生 藻 類 寄 生 生 物 及 雜 質 後, 以 1% 的 Betadine 溶 液 浸 泡 30 秒 除 去 原 生 動 物, 再 利 用 滅 菌 海 水 沖 洗 3~5 次 洗 淨 殘 留 的 Betadine, 即 可 馬 上 進 行 原 生 質 體 之 酶 解 3. 酵 素 液 之 製 備 : (1). 不 同 酵 素 液 對 原 生 質 體 產 量 與 存 活 率 之 測 試 : 參 考 (Chen and Shyu, 1994;Reddy et al., 2006) 之 酶 解 配 方 加 以 修 改, 調 製 成 八 種 不 同 混 合 酵 素 液 ( 表 二 ) 進 行 原 生 質 體 之 分 離 並 計 算 所 得 之 產 量 及 存 活 率 (2). 酵 素 液 最 佳 滲 透 濃 度 與 滲 透 溶 質 之 測 試 : 將 4% 纖 維 酶 (Cellulose Onozuka R-10) 2% 軟 化 酶 (Macerozyme R-10) (Yakult Co. Ltd., Tokyo, Japan) 及 0.04% 胎 牛 血 清 蛋 白 (BSA) 分 別 溶 解 於 濃 度 為 0.2M 0.4M 0.6M 0.8M 和 1.2M 的 甘 露 醇 (Mannitol) 及 山 梨 醇 (Sorbitol) 中, 作 為 分 離 4

5 原 生 質 體 之 酶 解 溶 液 將 酵 素 液 先 以 冷 凍 離 心 機 (HITACHI hitmac CR 21G) 離 心, 設 置 條 件 為 15000rpm 溫 度 2 時 間 10 分 鐘, 離 心 後 取 其 上 層 液, 再 以 0.45μm 拋 棄 式 薄 膜 過 濾, 將 濾 液 儲 存 於 -15 下 備 用 4. 原 生 質 體 之 分 離 : (1). 藻 體 之 酶 解 : 處 理 後 的 藻 體 以 滅 菌 廚 房 紙 巾 吸 乾 水 分, 放 在 無 菌 玻 璃 培 養 皿 內, 利 用 刀 片 將 藻 體 切 碎 至 大 小 約 1~2mm, 取 0.05 克 重 放 入 含 有 10ml 酶 解 液 的 培 養 皿 中, 以 鋁 箔 紙 包 裹 或 關 閉 燈 源, 置 於 迴 轉 式 震 盪 器 (HITACHI TS-520) 上, 在 黑 暗 下 以 20, 轉 速 約 為 60-80rpm/min 進 行 藻 體 之 酶 解 試 驗 期 間 每 隔 30 分 鐘 在 倒 立 顯 微 鏡 下 觀 察 原 生 質 體 釋 放 情 形 (2). 原 生 質 體 之 收 集 : 在 青 海 菜 M. nitidum 藻 體 酶 解 3 個 小 時, 吸 取 0.5ml 含 有 原 生 質 體 酶 解 液 至 24 孔 培 養 皿 中, 再 以 血 球 計 數 器 個 別 計 算 產 率 收 集 時, 將 含 有 原 生 質 體 的 酵 素 液 以 尼 龍 網 過 濾 ( 網 目 59μm), 去 除 藻 體 碎 片, 再 用 0.8M 的 海 水 甘 露 醇 溶 液 輕 輕 沖 洗 過 濾 網 上 的 原 生 質 體, 並 將 此 溶 液 離 心 (5 min,1500rpm,4 ) 使 原 生 質 體 與 酵 素 液 分 離, 離 心 後 小 心 的 倒 掉 上 清 液, 並 以 0.8M 海 水 甘 露 醇 沖 洗 離 心 管 中 的 酵 素 液 數 次, 即 可 將 純 化 的 原 生 質 體 加 入 含 有 0.8M 甘 露 醇 -PES 海 水 溶 液 進 行 培 養, 培 養 皿 為 Flask-T25, 每 2~3 天 更 換 一 次 滲 透 壓 培 養 液 5. 原 生 質 體 之 觀 察 與 挑 選 : 每 五 天 於 倒 立 顯 微 鏡 (Nikon ECLIPSE TE2000-S) 下 觀 察 青 海 菜 M. nitidum 原 生 質 體 之 生 長 比 例 並 挑 選 能 釋 放 單 孢 子 的 類 癒 傷 組 織 6. 統 計 分 析 : 實 驗 數 據 之 分 析 是 採 用 Excel 套 裝 軟 體 (Microsoft 2006), 單 因 子 變 異 數 分 析 雙 因 子 變 異 數 分 析, 來 測 定 各 處 理 組 間 是 否 有 異 性 ; 並 以 SPSS 8.0 套 裝 軟 體 做 Tukey`s 測 定, 來 分 析 各 影 響 變 因 之 差 異 性 三. 室 內 人 工 附 苗 培 育 及 養 殖 1. 種 苗 及 附 苗 基 質 之 來 源 : 利 用 青 海 菜 M. nitidum 原 生 質 體 再 生 路 經 中 之 類 癒 傷 組 織 型 (Callus-like)( 圖 十 四 ) 所 釋 放 的 單 孢 子 (Monospore)( 圖 十 五 ) 作 為 種 苗 來 源 本 試 驗 附 苗 物 為 尼 龍 網 繩 ( 圖 十 六 ), 是 直 接 從 漁 具 行 購 買 2. 附 苗 前 處 理 : (1) 附 苗 基 質 : 利 用 ALP 自 動 高 壓 滅 菌 器 ( 型 號 CL-32) 在 溫 度 (atm) 大 氣 壓 力 之 下, 將 尼 龍 網 繩 裝 進 含 有 淡 水 的 耐 熱 塑 膠 袋 進 行 高 溫 滅 菌, 重 複 二 次 後, 第 三 次 將 淡 水 換 為 海 水, 之 後 移 至 50 烘 箱 內 烘 乾 24 小 時 (2) 試 驗 用 海 水 處 理 : 試 驗 用 海 水 是 由 西 衛 海 邊 抽 水 站, 經 砂 層 過 濾 去 除 有 機 物 質 與 雜 質 後, 以 鹽 度 曲 折 計 (D9WT-SA10) 測 量 鹽 度 並 加 入 淡 水 調 整 為 33±1(ppt), 再 裝 入 三 角 錐 型 5

6 瓶 (3000ml) 並 利 用 ALP 自 動 高 壓 滅 菌 器 ( 型 號 CL-32) 在 溫 度 121, 大 氣 壓 力 1.1(atm) 條 件 下, 滅 菌 20 分 鐘 待 冷 卻 後 放 置 於 10 冷 藏 櫃 (AL-800) 中 備 用 3. 種 苗 附 於 基 質 後 之 培 養 方 式 : (1) 尼 龍 網 繩 : 以 cm 3 水 族 缸, 添 加 含 有 PES 的 海 水 溶 液 ( 八 分 滿 ), 並 收 集 類 癒 傷 組 織 所 釋 放 的 單 孢 子 撒 附 於 尼 龍 網 繩 培 養, 培 養 條 件 為 溫 度 15±2 光 週 期 12L:12D 及 光 照 度 54 μ mol photon m -2 s -1 叄 結 果 與 討 論 一. 澎 湖 青 海 菜 資 源 分 佈 及 產 量 調 查 1. 資 源 分 佈 調 查 : 本 計 劃 於 2008 年 3~11 月 針 對 馬 公 市 烏 崁 湖 西 鄉 龍 門 白 沙 鄉 後 寮 西 嶼 鄉 合 界 及 白 沙 鄉 吉 貝 五 個 樣 區 進 行 青 海 菜 M. nitidum 覆 蓋 率 調 查 由 結 果 得 知, 三 月 份 覆 蓋 率 是 以 後 寮 樣 區 最 高, 達 21.91±18.75%, 後 寮 樣 區 在 四 月 份 雖 然 覆 蓋 率 仍 是 最 高 (18.65±4.48%) 但 卻 有 下 滑 的 趨 勢, 相 較 下 的 四 個 樣 區 覆 蓋 率 反 而 上 升 五 月 份 以 白 沙 鄉 吉 貝 覆 蓋 率 最 佳, 達 14.49±5.98%, 所 有 樣 區 的 覆 蓋 率 皆 明 顯 下 降 到 了 六 月, 青 海 菜 M. nitidum 覆 蓋 率 大 幅 降 低 甚 至 沒 有, 只 剩 下 後 寮 跟 合 界 樣 區 有 些 許 的 覆 蓋 率 ( 後 寮 0.51±0.2% 合 界 0.36±0.28% ) 從 七 月 至 十 一 月 間, 五 樣 區 均 未 發 現 青 海 菜 ( 圖 十 七 ) 黃 (2000) 指 出 寬 廣 的 海 蝕 平 臺 及 砂 礫 灘 所 組 成 之 海 岸 地 形, 其 潮 池 與 溝 渠 較 多, 適 合 藻 類 生 長 此 次 調 查 的 樣 區 地 形 跟 黃 (2000) 所 指 不 謀 而 同, 故 本 次 所 調 查 之 五 個 樣 區 皆 適 合 青 海 菜 生 長 海 藻 覆 蓋 率 通 常 會 在 每 年 的 3 月 開 始 逐 漸 增 加, 至 5-6 月 時 由 於 水 溫 升 高 的 關 係, 使 海 藻 覆 蓋 率 迅 速 下 降 顯 示 調 查 期 間 中 的 3 至 5 月 應 屬 於 海 藻 的 生 長 季 節 今 年 由 於 澎 湖 受 到 寒 害 之 影 響, 青 海 菜 M. nitidum 覆 蓋 率 也 與 2005 年 烏 崁 後 寮 及 合 界 三 個 樣 區 作 為 比 較, 均 以 2008 年 較 佳 ( 圖 十 八 ) 海 藻 有 明 顯 的 季 節 性 變 化, 不 喜 於 烈 陽 高 溫 下 生 存, 今 年 由 於 寒 流 來 襲, 導 致 溫 度 比 往 年 低, 不 少 魚 蝦 貝 類 因 無 法 耐 受 而 死 亡, 海 藻 卻 反 而 比 以 往 出 現 更 多 藻 類 幼 苗 被 動 物 作 為 餌 食 的 機 會 相 對 減 少, 因 而 比 往 年 留 存 更 多, 此 亦 為 導 致 今 年 海 藻 覆 蓋 率 增 高 的 原 因 之 ㄧ 2. 產 量 調 查 : 澎 湖 地 區 青 海 菜 M. nitidum 於 2006 年 12 月 至 2007 年 4 月 總 產 量 - 乾 重 約 25 噸, 溼 重 佔 120 噸 (8 公 斤 脫 水 風 乾 為 1 公 斤 ) 及 乾 重 佔 10 噸, 然 而,2008 年 的 總 產 量 為 180~200 噸 相 較 於 1983 年 的 300 多 噸, 差 異 甚 大 ( 圖 十 九 ) 造 成 青 海 菜 M. nitidum 產 量 短 少 資 源 減 少 最 大 主 因 有 下 列 幾 點 :1. 密 集 採 收 潮 間 帶 觀 光 事 業 及 生 態 破 壞 2. 興 建 碼 頭 堤 防 等 造 成 防 波 堤 及 消 波 塊 林 立, 海 岸 線 逐 年 水 泥 化, 藻 類 生 長 棲 地 縮 減 3. 全 球 面 臨 溫 室 暖 化 問 題, 阻 礙 青 海 菜 生 長 6

7 由 於 寒 流 來 襲, 不 少 魚 蝦 貝 類 因 無 法 耐 受 而 死 亡, 藻 類 幼 苗 被 動 物 作 為 餌 食 的 機 會 相 對 減 少, 因 此 今 年 與 前 幾 年 比 較, 其 產 量 較 佳 本 次 計 劃 於 2008 年 3~5 月 針 對 馬 公 市 烏 崁 及 白 沙 鄉 吉 貝 兩 個 樣 區 進 行 青 海 菜 M. nitidum 生 物 量 (Biomass) 調 查 由 結 果 得 知 烏 崁 三 月 平 均 每 一 公 尺 青 海 菜 重 量 為 g, 由 於 吉 貝 三 月 份 尚 未 確 定 在 生 物 量 調 查 樣 區 內 所 以 沒 有 資 料 顯 示, 四 月 份, 烏 崁 與 吉 貝 兩 個 樣 區 平 均 每 一 公 尺 青 海 菜 重 量 分 別 為 37.5g 與 g 到 了 五 月 份 兩 個 樣 區 平 均 每 一 公 尺 青 海 菜 重 量 分 別 為 27.5g 與 20g( 圖 二 十 ) 海 藻 生 物 量 與 覆 蓋 率 都 在 於 每 年 的 三 月 開 始 昇 高, 直 到 高 水 溫 的 5~6 月 開 始 下 降, 由 此 得 知 3 至 5 月 應 為 海 藻 之 生 長 季 節 二. 利 用 青 海 菜 原 生 質 體 再 生 的 類 癒 傷 組 織 ( 細 胞 團 串 ) 進 行 種 苗 培 育 1. 不 同 酵 素 液 對 原 生 質 產 量 與 存 活 率 之 影 響 : 由 實 驗 結 果 得 知, 酶 解 液 及 8 的 產 率 在 酶 解 三 小 時 並 無 顯 著 差 異, 四 小 時 僅 酶 解 液 2 和 8 產 率 較 高, 至 五 小 時 只 剩 酶 解 液 2 依 然 維 持 高 產 率 由 此 可 知, 八 種 不 同 酶 解 配 方 在 三 四 及 五 個 小 時 所 獲 得 之 原 生 質 體 產 量, 以 4% 纖 維 酶 2% 軟 化 酶 0.04% 胎 牛 血 清 蛋 白 (BSA) 及 1.2M 山 梨 醇 (Sorbitol) 作 為 滲 透 溶 質 之 酶 解 液 2 效 果 最 佳 (32± cell/g f. wt.)( 圖 二 十 一 ) Reddy et al. (2006) 報 告 指 出 不 同 酵 素 的 組 合 滲 透 溶 質 酶 解 時 間 會 影 響 原 生 質 體 的 產 率 及 再 生 能 力 本 結 果 發 現 酶 解 時 間 越 久, 原 生 質 體 存 活 率 越 差, 基 於 此 觀 點 來 探 討, 若 欲 操 作 此 試 驗, 應 選 擇 在 三 小 時 產 率 佳 而 非 長 時 間 均 佳 之 酶 解 配 方 本 研 究 結 果 得 知 酶 解 三 小 時 有 酶 解 液 及 8 組 配 方 產 能 皆 高, 其 中 僅 有 酶 解 液 2 含 4% 纖 維 酶 和 2% 軟 化 酶 二 種 酵 素, 其 餘 皆 只 使 用 2% 纖 維 素 酶, 如 以 材 料 成 本 效 益 來 評 估, 挑 選 配 方 6 做 為 酶 解 液 較 適 合, 而 因 Cellulase Onozuka R-10 酵 素 在 酶 解 過 程 中 會 軟 化 細 胞 壁 纖 維 質, 另 添 加 之 Macerozme R-10 則 會 造 成 細 胞 與 細 胞 之 間 質 軟 化, 導 致 短 時 間 細 胞 壁 無 法 進 行 癒 合 (Chen, 1999) 因 此, 藻 體 須 在 無 光 照 下 酶 解, 才 不 致 使 原 生 質 體 受 損 影 響 再 生 率 剛 分 離 之 原 生 質 體 亦 因 尚 未 再 生 細 胞 壁, 若 能 置 於 黑 暗 中 進 ㄧ 步 培 養 方 能 提 高 原 生 質 體 之 存 活 率 2. 原 生 質 體 之 觀 察 與 細 胞 團 串 挑 選 : 本 實 驗 中, 原 生 質 體 觀 察 到 五 種 再 生 型 態, 分 別 為 原 始 型 無 配 子 型 厚 壁 囊 孢 型 類 癒 傷 組 織 型 及 絲 狀 體 型 培 養 第 30 天, 厚 壁 囊 孢 是 出 現 比 率 最 高 的 路 徑, 其 細 胞 壁 厚 於 另 外 四 種 型 態, 體 型 也 較 大, 為 50±4.32μm 無 配 子 型 之 細 胞 通 常 進 行 二 到 三 次 分 裂 後 就 不 會 進 一 步 的 發 育, 呈 現 停 滯 狀 態 類 癒 傷 組 織 型 會 逐 漸 生 長 成 幼 生 葉 狀 體, 在 培 養 35 天 出 現 葉 狀 體 的 機 率 為 15.4%( 圖 二 十 二 ), 至 60 天 時, 已 發 育 為 成 葉 體 雖 然 厚 壁 囊 孢 的 出 現 比 率 在 五 種 發 育 路 徑 是 最 高 (51.1%), 卻 難 以 發 育 成 葉 狀 體 然 而, 類 癒 傷 組 織 型 出 現 比 率 (15.4%) 低 於 厚 壁 囊 孢, 但 在 培 養 過 程 中 會 釋 放 出 單 孢 子 ( 圖 二 十 三 ), 單 孢 子 可 持 續 培 養 長 成 葉 體 ( 圖 二 十 四 ~ 三 十 ), 因 此 選 7

8 擇 類 癒 傷 組 織 作 為 人 工 大 量 養 殖 之 種 苗 來 源 青 海 菜 M. nitidum 之 生 活 史 是 屬 於 異 型 世 代 交 替 (Clifton and Clifton, 1999), 傳 統 方 法 以 其 孢 子 或 配 子 繁 殖 或 斷 裂 生 殖 等 來 進 行 養 殖, 而 現 今 能 以 取 得 原 生 質 體 再 生 路 徑 中 的 類 癒 傷 組 織 所 釋 放 之 單 孢 子, 突 破 傳 統 方 法 應 用 於 藻 苗 生 產, 不 但 解 決 季 節 因 素 所 造 成 的 影 響 還 可 做 為 種 子 化 的 新 研 究 方 向 三. 室 內 人 工 附 苗 培 育 及 養 殖 實 驗 結 果 顯 示, 利 用 類 癒 傷 組 織 釋 出 的 單 孢 子 自 然 附 於 尼 龍 網 繩, 培 養 十 五 天 後, 平 均 每 平 方 公 分 可 長 出 3~4 株 幼 生 藻 體 ( 圖 三 十 一 ), 且 經 過 一 個 月 即 能 長 成 葉 體 ( 圖 三 十 二 ~ 四 十 三 ) Reddy et al. (2006) 嘗 試 以 尼 龍 線 使 青 海 菜 石 蓴 及 腸 滸 苔 之 原 生 質 體 附 著, 亦 能 成 功 生 長 出 發 芽 體 本 實 驗 使 用 尼 龍 網 繩 做 為 附 著 基 質, 初 步 結 果 得 知 此 僅 適 合 於 實 驗 室 內 水 流 較 弱 環 境 下 當 作 青 海 菜 種 苗 之 附 著 物 未 來 將 還 可 將 其 移 至 海 上 養 殖, 且 不 易 受 海 流 及 強 烈 海 浪 拍 打 所 破 壞 本 試 驗 已 建 立 青 海 菜 人 工 種 苗 生 產 與 保 存 的 技 術, 也 取 得 藻 苗 附 著 於 尼 龍 網 繩 的 方 法, 對 於 未 來 進 一 步 室 內 人 工 藻 苗 初 期 養 成 試 驗 及 移 植 海 上 養 殖 所 需 之 附 苗 基 質, 完 成 附 苗 培 苗 後 再 移 植 至 天 然 環 境, 以 利 人 工 藻 床 之 再 造, 青 海 菜 資 源 之 復 育 由 於 室 內 附 苗 培 育 的 一 些 條 件 ( 水 流 與 海 浪 ) 與 天 然 環 境 不 同, 因 此, 仍 須 著 手 不 同 的 附 著 試 驗, 試 圖 找 尋 能 成 功 移 植 至 野 外 的 完 整 方 法 結 論 與 建 議 澎 湖 青 海 菜 M. nitidum 為 潮 間 帶 較 具 有 經 濟 價 值 之 大 型 海 藻, 由 於 寒 害 來 襲, 魚 蝦 貝 類 無 法 耐 受 溫 度 劇 烈 下 降 而 死 亡, 使 得 天 然 藻 苗 被 攝 食 機 會 降 低, 在 2008 年 產 量 與 2007 年 相 比 有 明 顯 增 加 (2008 年 180~200 噸 2007 年 25 噸 ), 但 較 於 1983 年 差 異 甚 大 自 然 棲 地 破 壞 與 氣 溫 暖 化 仍 是 導 致 產 量 銳 減 之 最 大 原 因 為 了 復 育 青 海 菜 M. nitidum 資 源, 我 們 藉 由 人 工 方 法 培 育 種 苗, 在 第 一 年 試 驗 中 觀 察 到 五 種 原 生 質 體 發 育 路 徑, 然 而 第 二 年 試 驗 以 五 種 發 育 路 徑 中 的 類 癒 傷 組 織 及 所 釋 放 之 單 孢 子 為 主 軸 並 生 產 種 苗 ( 圖 四 十 四 ), 目 前 已 找 出 生 產 青 海 菜 M. nitidum 藻 苗 的 最 佳 方 法, 也 確 定 青 海 菜 類 癒 傷 組 織 型 的 發 育 路 徑 本 篇 報 告 確 立 如 何 以 青 海 菜 M. nitidum 生 產 種 苗, 同 時 亦 精 確 明 瞭 類 癒 傷 組 織 整 個 發 育 及 再 生 路 徑 ( 圖 四 十 五 ) 本 次 試 驗 的 整 個 流 程 先 針 對 自 然 環 境 中 青 海 菜 M. nitidum 的 分 佈 及 數 量 進 行 分 佈 調 查 種 苗 的 生 產 要 3~6 月 採 集 青 海 菜 M. nitidum 幼 生 藻 體, 以 酵 素 酶 解 使 其 分 離 出 原 生 質 體, 待 培 養 後 挑 選 可 釋 放 單 孢 子 之 類 癒 傷 組 織, 接 著 以 單 孢 子 進 行 室 內 附 苗, 附 苗 第 十 五 天 後 平 均 每 1 平 方 公 分 可 長 出 3~4 株 幼 生 藻 體, 且 經 過 一 個 月 即 能 長 成 葉 體 在 11~12 月 間, 藉 由 青 海 菜 種 苗 之 生 產 技 術 流 程 讓 相 關 人 員 熟 悉 該 項 生 產 技 術 重 點 及 原 理 之 後, 實 際 進 行 操 作 此 種 生 產 種 苗 的 流 程 可 應 用 於 其 他 具 經 濟 價 值 的 大 型 海 藻 ( 圖 四 十 六 ) 本 次 試 驗 已 建 立 生 產 類 癒 傷 組 織 釋 放 單 孢 子 及 藻 苗 自 然 附 繩 的 方 法, 然 而 克 服 天 然 環 境 中 水 流 海 浪 及 藻 食 8

9 性 生 物 攝 餌 等 問 題 為 藻 苗 繩 移 至 野 外 的 重 要 關 鍵 目 前 正 積 極 進 行 測 試 中 參 考 文 獻 中 華 民 國 台 灣 地 區 漁 業 年 報 1999 台 灣 省 農 林 廳 漁 業 局 黃 淑 芳 2000 台 灣 東 北 角 海 藻 圖 錄 國 立 臺 灣 博 物 館, 臺 北 市,233 頁 方 新 疇 莫 顯 蕎 陳 宏 遠 宋 克 義 劉 莉 蓮 1993 澎 湖 南 海 海 域 海 洋 生 物 資 源 調 查 交 通 部 觀 光 局 澎 湖 風 景 特 定 區 管 理 籌 備 處, 澎 湖 縣,160 頁 張 崑 雄 江 永 棉 陳 春 暉 詹 榮 桂 戴 昌 鳳 鄭 明 修 1992 澎 湖 北 海 海 域 海 洋 生 物 資 源 調 查 交 通 部 觀 光 局 澎 湖 風 景 特 定 區 管 理 籌 備 處, 澎 湖 縣,194 頁 張 崑 雄 楊 海 寧 陳 春 暉 詹 榮 桂 戴 昌 鳳 鄭 明 修 1993 澎 湖 內 海 海 域 海 洋 生 物 資, 澎 湖 縣,235 頁 曾 建 璋 施 志 昀 徐 振 豐 2004 澎 湖 地 區 潮 間 帶 生 物 多 樣 性 之 生 態 與 物 種 調 查 研 究 計 畫 ( 一 ), 澎 湖 縣,42 頁 曾 建 璋 施 志 昀 徐 振 豐 2005 澎 湖 地 區 潮 間 帶 生 物 多 樣 性 之 生 態 與 物 種 調 查 研 究 計 畫 ( 二 ), 澎 湖 縣,171 頁 曾 建 璋 施 志 昀 徐 振 豐 2006 澎 湖 地 區 潮 間 帶 生 物 多 樣 性 之 生 態 與 物 種 調 查 研 究 計 畫 ( 三 ), 澎 湖 縣,137 頁 曾 建 璋 邱 郁 文 張 睿 昇 2007 澎 湖 本 島 海 域 不 同 棲 地 環 境 之 生 物 多 樣 性 調 查 研 究 ( 一 ), 澎 湖 縣,61 頁 蔡 萬 生 林 綉 美 黃 金 峰 陳 仁 偉 1994 青 海 菜 之 養 殖 -I 人 工 培 苗 及 採 苗 生 物 技 術 在 水 產 養 殖 上 應 用 研 討 會 論 文 集 臺 北 市 第 頁 Brophy, T. C and Murray, S. N. (1989). Field and culture studies of a population of Endarachne binghamiae (Phaeophyta) from southern California. J. Phycol. 25: Brophy, T. C and Murry, S. N. (1994). Field and culture studies of a population of Endarachane binghamiae (Phaeophyta) from southern California. J. Phyco. 125: Cambie C. Richard and Ferguson R. Lynnette. (2003). Potential functional foods in the traditional Maori diet. Mutation Research : Chen, Y.-C., Shih, H.-C. (2000). Development of protoplasts of Ulva fasciata (Chlorophyta) for alagal seed stock. J. Phycol. 34: Clifton, K. E., Clifton, L. M. (1999). The phenology of sexual reproduction by green algae (Bryopsidales) on Caribbean coral reefs. J. Phtcol. 35: Chen, Y.-C (1998). Development of protoplasts from holdfasts and vegetative thalli of Monostroma latissimum (Chlorophyta, Monostromatagae) for algal seed stock. J. Phycol. 34: Chen, C.Y. (1998). Development of protoplasts from holdfasts and vegetative thalli of Monostroma latissimum (Chlorophyta, Monostromatagae) for algal seed. Phycol. 34: 9

10 Chen, C-S and J. F. Shyu. (1994).Isolation of protolasts from four species of brown algae. Bot. Bull. Acad.Sin. 35: Chen, C-S and J. F. Shyu. (1994). Regeneration of protoplasts from the brown alga, Endarachne binghamiae (Phaeophyta; Punctariales, Scytosiphonaceae). Bot. Bull. Acad.Sin.35: Chen,Y. C. and Chiang, Y. M. (1994). Isolation and regeneration of protoplasts of Monostroma latissimum Wittrock (Monostromataceae, Chlorophyta). Bot. Bull. Acad. Sin. 35: Tang, Y. L. (1982). Isolation and cultivation of the vegetative cells and protoplasts of Porphyra suborbiculata Kjellm. J. Shandong College of Oceanog. 12: Saga N and Kudo T. (1989). Isolation and culture of protoplasts form the marine green alga Monostroma angicava. Journal of Applied Phycology. 1: Saga, N., M. Polne-Fuller and A. Gibor. (1986). Protoplasts from seaweeds: Production and fusion. Beih. Nova Hedwigia 83: Polne-Fuller, M., N. Saga and A. Gibor. (1986). Algal cell, callus, and tissue cultures and selection of algal strains. Beihefte Zur Nova Hedwigia. 83: Polne-Fuller, M and A, Gibor. (1986).Tissue culture of seaweeds. In Seaweed cultivation for renewable resources. pp, Ruperez P. (2002). Mineral content of edible marine seaweeds. Food Chemistry, 9: Reddy C. R. K., S. Migita and Y, Fujita. (1989). Protoplast isolation and regeneration of three species of Ulva in axenic culture. Botanica. Marina. 32: Reddy C. R. K., Shikh Dipakkore., G. Rajakrishna Kumar., Bhavanath Jha., Donald P. Cheney., Yuji Fujita. (2006). Animproved enzyme preparation for rapid mass production of protoplasts as seed stock for aquaculture of macrophytic marine green algae. Aquaculture. 260: Reddy, C. R. K and Y, Fujita. (1991). Regeneration of planlets from Enteromorpha (Ulvales, Chlorophyta) protoplasts in axenic culture. J. Appli. Phycol. 3: Wang, S., X. Zhang, Z. Xu and Y. Sung. (1986). Astudy on the cultivation of the vegetative cells and protoplasts of P. hautanensis I. Oceanol. Limnol. Sin. 17: (in Chinese). Wang, S., Y. Sun, A. Lu and G. Wang. (1987). A study on the cultivation of the vegetative cells and protoplasts of Porphyra haitanensis II. Mar. Sci. (China) 11: 1-7 (in Chinese). Wang, W. L. and Chiang Y. M. (1997). Economic seaweeds resource of Lu Tao, Taiwan, Proceeding of the symposium on fifth coral reef conference. pp

11 青 海 菜 相 關 議 題 1. 青 海 菜 天 然 生 產 1. 天 然 藻 苗 : 青 海 菜 成 熟 後 為 雌 雄 異 體, 藉 由 同 型 配 子 行 同 配 生 殖 (Isogamy), 產 生 二 倍 體 的 接 合 子 (Zygote), 接 合 子 發 育 增 大, 細 胞 壁 增 厚, 經 過 減 數 分 裂 及 多 次 有 絲 分 裂 產 生 具 有 4 條 鞭 毛 的 游 動 孢 子 (Zoospore), 每 一 游 動 孢 子 可 長 成 一 新 個 體 待 生 長 季 節 來 臨, 青 海 菜 幼 苗 以 假 根 (Holdfast) 附 於 基 質 上, 之 後 持 續 生 長 2. 天 然 產 量 : 青 海 菜 主 要 是 在 生 長 季 節 ( 十 二 月 至 翌 年 四 月 ) 以 人 工 的 方 式 於 潮 間 帶 進 行 採 收, 產 量 必 須 查 詢 農 委 會 的 資 料 記 載 或 詢 訪 澎 湖 收 購 青 海 菜 之 大 小 盤 商, 如 澎 祖 漁 翁 島 等 食 品 行, 方 能 了 解 產 量 概 況 澎 湖 地 區 青 海 菜 於 2006 年 12 月 至 2007 年 4 月 總 產 量 - 乾 重 約 25 噸, 溼 重 佔 120 噸 (8 公 斤 脫 水 風 乾 為 1 公 斤 ) 及 乾 重 佔 10 噸, 相 較 於 1983 年 的 300 多 噸, 差 異 甚 大 (2007 年 約 =145 噸 ) 2008 年 約 略 估 算 有 180 噸 2. 養 殖 狀 況 1. 國 內 : 青 海 菜 在 國 內 尚 無 養 殖, 都 以 採 收 天 然 野 生 為 主 2. 國 外 : 日 本 所 食 用 的 青 海 菜 大 部 分 為 人 工 養 殖, 年 產 量 約 1,000~2,000 噸, 三 重 和 愛 知 兩 縣 生 產 佔 全 國 產 量 百 分 之 80% 養 殖 的 方 法 為 收 集 生 活 史 中 的 結 合 子 於 室 內 9~10 月, 之 後 利 用 失 水 ( 陰 乾 ) 取 得 由 結 合 子 所 釋 放 的 遊 走 孢 子 進 行 附 苗, 再 移 出 野 外, 進 行 海 上 養 殖 3. 營 養 價 值 青 海 菜 具 有 高 量 碳 水 化 合 物 與 礦 物 質 及 少 量 蛋 白 質 與 脂 肪, 一 般 成 份 ( 如 表 一 ) 會 隨 生 長 季 節 (12 月 至 翌 年 4 月 ) 而 有 所 變 化, 其 中 粗 蛋 白 質 含 量 先 增 而 後 減 (3.8~16.1%), 全 醣 含 量 則 略 為 升 高 (46.2~62.6%); 無 機 鹽 類, 以 硫 酸 根 含 量 最 多 ( 達 16.3~21.4%), 且 礦 物 質 含 量 豐 富, 有 鐵 鈉 鈣 以 及 鎂 等 金 屬 離 子 其 熱 水 抽 出 物 ( 海 菜 膠 ) 之 ㄧ 般 成 份 ( 如 表 二 ), 主 要 為 碳 水 化 合 物 與 少 量 蛋 白 質, 而 功 能 性 質 的 研 究 到 目 前 為 止 僅 著 重 於 乳 化 特 性 一 項 ( 蔡 與 林,1994; 蔡 與 林,1995; 蔡 與 郭,1994; 蔡 與 郭,1995; 蔡 與 邱,1996a; 蔡 與 邱,1996b 蔡 與 邱,1996c;Glicksman, 1983) 此 外,Maeshige(1962) 分 析 青 海 菜 其 單 醣 與 寡 醣 得 知, 主 要 為 fructose, glucose,sucrose 水 溶 性 多 醣 以 cetylpyridinium chloride 劃 分, 可 分 為 含 較 少 量 11

12 糖 醛 酸 的 多 醣 ( 佔 全 部 多 醣 的 1.71%) 與 含 糖 醛 酸 和 多 量 硫 酸 根 的 多 醣 ( 佔 全 部 多 醣 的 64.70%), 後 者 是 海 菜 水 溶 性 多 醣 的 主 要 部 份 另 外, 林 (2000) 將 海 菜 水 溶 性 多 醣 劃 分 為 海 菜 水 溶 性 多 醣 海 菜 水 溶 性 多 醣 區 分 物 Ⅰ 以 及 海 菜 水 溶 性 多 醣 區 分 物 Ⅱ 等 三 部 份 一 般 成 份 1. 青 海 菜 之 碳 水 化 合 物 利 用 酚 - 硫 酸 比 色 法 測 得 青 海 菜 水 溶 性 多 醣 類 中 之 碳 水 化 合 物 ( 約 佔 50%), 其 富 含 rhamnose xylose galactose 以 及 glucose 等 非 熱 量 源 醣 類, 並 與 其 抽 出 物 ( 海 藻 膠 ) 皆 含 酸 性 多 醣 類 如 galacturonic acid 與 glucuronic acid( 呂, 1986), 所 以 青 海 菜 是 屬 於 異 質 多 醣 類 另 外, 從 青 海 菜 中 可 分 離 出 胺 酸 甜 菜 鹼 如 β-homobetaine ulvaline 以 及 betaine 等 低 膽 固 醇 物 質, 有 降 低 血 漿 中 膽 固 醇 及 血 壓 的 作 用, 其 細 胞 間 質 中 含 Fucose 的 硫 酸 多 醣 類 與 肝 素 結 構 相 似, 固 與 肝 素 相 同 有 抗 凝 血 作 用 及 血 液 淨 化 (Maeda et al., 1991), 因 此 青 海 菜 具 有 豐 富 的 商 業 潛 能, 可 開 發 為 活 化 生 理 機 能 性 之 食 品 2. 青 海 菜 之 蛋 白 質 青 海 菜 之 蛋 白 質 可 分 為 水 溶 性 ( 有 4~5 個 蛋 白 帶 ) 鹽 溶 性 ( 有 5~6 個 蛋 白 帶 ) 以 及 鹼 溶 性 ( 有 4~10 個 蛋 白 帶 ), 具 有 高 量 的 鹼 性 胺 基 酸, 含 量 以 精 胺 酸 最 多, 但 目 前 除 了 一 些 膽 色 素 蛋 白 質 之 外, 對 於 藻 類 蛋 白 質 的 了 解 卻 相 當 有 限, 乃 因 藻 類 中 大 量 的 黏 質 物 阻 礙 蛋 白 質 萃 取 及 純 化, 亦 可 能 是 蛋 白 質 與 藻 體 細 胞 壁 結 合 所 造 成 (Ito and Hori, 1989) 表 一 青 海 菜 之 ㄧ 般 成 份 水 份 粗 蛋 白 碳 水 化 合 物 粗 纖 維 粗 灰 份 粗 脂 肪 資 料 來 源 > ~39 3.1~6.7 12~25 > 行 政 院 農 委 會, 陳, 蔡 與 吳, 日 本 科 學 技 術 廳 資 源 調 查 會 5. 呂, 林,

13 表 二 青 海 菜 水 溶 液 抽 出 物 之 ㄧ 班 成 份 水 份 粗 蛋 白 碳 水 化 合 物 粗 灰 份 資 料 來 源 郭, 陳, 林,2000 未 來 可 能 開 發 之 用 途 海 藻 多 醣 類 可 於 水 中 溶 解 或 分 散, 提 供 增 稠 性 或 成 膠 性, 除 此 之 外, 衍 生 出 的 功 能 如 乳 化 安 定 性 防 止 離 漿 形 成 微 膠 囊 以 及 促 使 食 品 中 顆 粒 的 懸 浮 等 特 性, 依 其 功 能 區 分, 當 作 安 定 劑 懸 浮 劑 以 及 分 散 劑 最 多 ( 佔 25%), 其 次 為 增 稠 劑 ( 佔 23%), 最 少 則 是 潤 滑 劑 與 摩 擦 劑 ( 佔 5%), 因 此 充 分 認 識 多 醣 類 之 功 能 性 質, 即 能 利 用 青 海 菜 的 優 勢, 開 發 其 應 用 之 領 域 化 妝 品 之 應 用 Mekideche and Briand(1994) 報 告 指 出, 海 藻 抽 出 物 中 含 有 許 多 特 殊 的 活 性 成 份, 如 : Superphyco D: 有 抑 制 過 氧 化 物 與 自 由 基 形 成, 可 防 止 老 化 Phlorogine: 可 避 免 脂 肪 酵 素 作 用, 形 成 脂 肪 酸, 有 去 脂 功 效 Aosaine: 對 於 彈 力 蛋 白 有 抑 制 作 用, 可 保 持 皮 膚 彈 性 且 防 止 皮 膚 老 化 Phycocorail: 能 阻 隔 紅 外 線, 維 持 細 胞 代 謝 完 整 性, 故 有 防 曬 與 保 護 皮 膚 之 功 效 此 外, 陳 (1999) 報 告 海 菜 水 溶 性 抽 出 物 對 皮 膚 有 良 好 的 保 濕 作 用, 故 海 藻 抽 出 物 亟 適 合 作 為 化 妝 品 之 成 份 醫 學 之 應 用 利 用 青 海 菜 多 醣 類 之 成 膠 性 成 膜 性 以 及 黏 著 性 等 優 勢, 可 形 成 膠 體 製 造 錠 片 保 護 乳 霜 等 功 用 多 醣 類 亦 可 形 成 水 和 膠 體, 以 供 做 蛋 白 質 藥 物 遞 送 劑, 應 用 於 抗 生 素 製 劑 中 當 作 懸 浮 劑, 以 利 延 長 上 櫃 期 限 ; 或 者 應 用 於 抗 酸 軟 膏 當 作 凝 膠 劑 另 有 Vidal et al.(1955) 報 告 海 藻 多 醣 類 的 生 理 活 性, 具 有 消 炎 與 抑 制 病 毒, 且 和 許 多 生 長 因 子 如 fibroblast growth factor transforming growth factor 等 作 用, 而 調 節 細 胞 分 裂 增 殖 抗 凝 血 作 用 抗 轉 移 避 孕 以 及 抗 黏 著 等 性 質 青 13

14 海 菜 細 胞 間 質 中 的 硫 酸 根 多 醣 類, 經 DEAE-cellullose 與 Toyopear1HW-65 管 柱 層 析 得 知, 與 肝 素 同 樣 具 有 抗 凝 血 之 效 果 參 考 文 獻 1. 呂 延 璋,1986, 礁 膜 水 溶 性 多 醣 的 理 化 性 質, 碩 士 論 文, 國 立 台 灣 海 洋 大 學 水 產 食 品 科 學 研 究 所 碩 士 論 文 2. 蔡 震 壽 與 林 淑 姿,1994, 海 菜 膠 中 蛋 白 質 與 多 醣 類 對 乳 化 特 性 之 影 響, 食 品 科 學,21(5): 蔡 震 壽 與 郭 玉 華,1994, 海 菜 膠 噴 霧 乾 燥 粉 末 的 乳 化 特 性, 食 品 科 學,21(6): 蔡 震 壽 與 林 淑 姿,1995, 海 菜 膠 與 蛋 白 質 結 合 物 之 乳 化 特 性, 中 國 農 業 化 學 學 會 誌,33(1): 蔡 震 壽 與 郭 玉 華,1995, 分 子 量 劃 分 對 海 菜 膠 乳 化 特 性 的 影 響, 中 華 民 國 營 養 學 會 誌,20(3): 蔡 震 壽 與 邱 宗 甫,1996a, 酵 素 處 理 對 海 菜 水 解 物 之 萃 取 率 及 乳 化 特 性 的 影 響, 中 國 農 業 化 學 學 會 誌,34(2): 蔡 震 壽 與 邱 宗 甫,1996b, 酵 素 處 理 海 菜 水 解 物 與 蛋 白 質 結 合 物 之 乳 化 特 性, 食 品 科 學,23(1): 蔡 震 壽 與 邱 宗 甫,1996a, 酵 素 處 理 海 菜 水 解 物 之 濃 度 ph 值 及 分 子 量 劃 分 對 乳 化 特 性 之 影 響, 食 品 科 學,23(1): 林 菀 瑛,2000, 海 菜 水 溶 性 多 醣 之 流 變 性 質 及 其 在 血 漿 擴 充 劑 上 之 應 用, 碩 士 論 文, 國 立 台 灣 海 洋 大 學 水 產 食 品 科 學 研 究 所 碩 士 論 文 10. Glicksman, M Food Hydrocolloids. CRC Press, Inc. Boca Raton, FL. 11. Ito, K. and Hori, K Seaweed:Chemical composition and potential food uses. Food Reviews International,5: Maeda, M., Uehara, T., Haoki, N., Sekiguchi, M. and Hiraoka, A Heparinoid-active sulphated polysaccharides from Monostroma nitidum and their distribution in the chlorophyta. Phytochem. 30: Maeshige, S Chemical studies on the green alga Monostroma nitidum Wittrock-Ⅰ components sugar of the mucilage. Bull. Jpn. Soc.Sci.Fish,28(3):

15 4. 不 同 溶 解 酶 差 異 為 何 1. 配 方 不 同 - 配 置 的 八 種 酶 解 液 之 配 方 Composition a 酶 解 液 -1 酶 解 液 -2 酶 解 液 -3 酶 解 液 -4 酶 解 液 -5 酶 解 液 -6 酶 解 液 -7 酶 解 液 -8 Sorbitol 1.2M 1.2M 1.2M 1.2M Mannitol 0.8M 0.8M 0.8M 0.8M Cellulase Onozuka R-10 4% 4% 2% 2% 2% 2% 2% 2% Macerozme R-10 2% 2% Dextran sulfate 0.50% 0.50% Dextrose Anhydrous 0.50% 0.50% BSA 0.04% 0.04% 0.04% 0.04% NaCl 1% 1% 1% 1% MES 25mM 25mM 25mM 25mM ph a Dissolved in de-ionised water :not applied 2. 產 率 不 同 八 種 不 同 酶 解 配 方 在 三 四 及 五 個 小 時 所 獲 得 之 原 生 質 體 產 量, 以 4% 纖 維 酶 2% 軟 化 酶 0.04% 胎 牛 血 清 蛋 白 (BSA) 及 1.2M 山 梨 醇 (Sorbitol) 作 為 滲 透 溶 質 之 酶 解 液 2 效 果 最 佳 (32± cell/g f. wt.) 15

16 附 圖 各 樣 區 之 GPS 定 位 烏 崁 龍 門 後 寮 烏 崁 龍 門 後 寮 合 界 吉 貝 (N ;E ) (N ;E ) (N ;E ) (N ;E ) (N ;E ) 合 界 吉 貝 16

17 圖 一 各 樣 區 地 理 位 置 及 經 緯 度 澎 湖 縣 馬 公 市 烏 崁 湖 西 鄉 龍 門 白 沙 鄉 後 寮 西 嶼 鄉 合 界 及 白 沙 鄉 吉 貝 五 處 樣 區 之 地 理 位 置 及 經 緯 度 馬 公 市 烏 崁 樣 區 (GPS:N ;E ) 湖 西 鄉 龍 門 樣 區 (GPS:N ;E ) 白 沙 鄉 後 寮 樣 區 (GPS: N ;E ) 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N ;E ) 白 沙 鄉 吉 貝 樣 區 (GPS:N ;E ) 烏 崁 17

18 圖 二 ~ 三 馬 公 市 烏 崁 樣 區 (GPS:N ;E ) 位 於 港 口 面 海 左 側, 為 一 平 坦 之 天 然 岩 礁 地 形, 岸 邊 多 由 岩 礁 沙 及 珊 瑚 碎 石 所 組 成, 且 具 有 許 多 大 小 潮 池 18

19 龍 門 圖 四 ~ 五 湖 西 鄉 龍 門 樣 區 (GPS:N ;E ) 位 於 漁 港 西 側, 堤 防 旁 堆 疊 有 許 多 消 坡 塊, 潮 間 帶 寬, 為 一 圓 弧 狀 的 海 蝕 平 臺, 有 許 多 大 大 小 小 的 潮 池 分 佈 其 中, 底 質 由 大 小 不 等 的 礁 岩 及 礫 石 所 構 成 19

20 後 寮 圖 六 ~ 七 白 沙 鄉 後 寮 樣 區 (GPS:N ;E ) 位 於 白 沙 鄉 後 寮 遊 憩 地, 此 區 西 邊 港 口 為 人 工 建 造 之 海 岸, 有 寬 廣 的 潮 間 帶, 其 地 形 較 為 平 坦, 散 佈 有 許 多 珊 瑚 小 碎 石 20

21 合 界 圖 八 ~ 九 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N ;E ) 位 於 西 嶼 島 東 南 端, 為 海 灣 地 形, 面 鄰 強 烈 潮 流, 水 域 較 深, 海 岸 地 形 較 為 多 樣 化, 底 質 以 礁 岩 及 礫 石 灘 為 主 21

22 吉 貝 圖 十 ~ 十 一 白 沙 鄉 吉 貝 樣 區 (GPS:N ;E ) 為 一 寬 廣 且 平 坦 的 海 蝕 平 臺, 大 部 份 都 是 礫 石 灘 及 礁 岩 所 組 成, 分 佈 有 許 多 大 小 不 一 的 潮 池 22

23 圖 十 二 採 樣 方 法 圖 十 三 計 算 方 法 23

24 20μm 圖 十 四 類 癒 傷 組 織 型 類 癒 傷 組 織 型 培 養 至 第 35 天 細 胞 團 持 續 增 生 Bar=20μm 20μm 圖 十 五 類 癒 傷 組 織 型 所 釋 放 之 單 孢 子 以 培 養 1~2 個 月 的 青 海 菜 原 生 質 體 再 生 路 徑 中 之 類 癒 傷 組 織 所 釋 放 的 單 孢 子 作 為 種 苗 來 源 Bar=20μm 24

25 5mm 圖 十 六 室 內 附 苗 之 尼 龍 網 繩 Bar=5mm 2008 年 五 樣 區 之 礁 膜 覆 蓋 率 礁 膜 50 覆 40 蓋 30 率 % 0 ( ) 烏 崁 龍 門 後 寮 合 界 吉 貝 月 份 圖 十 七 2008 年 3~11 月 五 個 樣 區 之 青 海 菜 覆 蓋 率 25

26 圖 十 八 2005 年 與 2008 年 烏 崁 後 寮 和 合 界 礁 膜 覆 蓋 率 圖 十 九 1993 年 至 2008 年 礁 膜 之 產 量 與 產 值 26

27 烏 崁 吉 貝 海 菜 重 量 ( g ) 平 均 每 一 公 尺 青 青 25 海 20 菜 15 覆 10 蓋 5 率 (%) 0 3 月 4 月 5 月 6 月 月 份 圖 二 十 2008 年 3~5 月 烏 崁 與 吉 貝 平 均 每 公 尺 青 海 菜 重 量 圖 二 十 一 八 種 酶 解 配 方 在 3 4 及 5 個 小 時, 獲 得 之 原 生 質 體 產 量 27

28 圖 二 十 二 類 癒 傷 組 織 型 第 35 天 出 現 比 例 20μm 圖 二 十 三 單 孢 子 從 藻 體 邊 緣 釋 出 Bar=20μm 28

29 20μm 圖 二 十 四 單 孢 子 培 養 第 0 天 Bar=20μm 20μm 圖 二 十 五 培 養 第 5 天 單 孢 子 持 續 發 育 Bar=20μm 29

30 20μm 圖 二 十 六 第 10 天 發 育 成 匍 匐 葉 狀 體 Bar=20μm 20μm 圖 二 十 七 第 15 天 匍 匐 葉 狀 體 持 續 增 長 Bar=20μm 30

31 20μm 圖 二 十 八 培 養 第 20 天 單 孢 子 長 出 葉 狀 體 Bar=20μm 20μm 圖 二 十 九 葉 狀 體 持 續 增 長, 第 25 天 Bar=20μm 31

32 20μm 圖 三 十 葉 狀 體 持 續 增 長, 第 30 天 Bar=20μm 圖 三 十 一 藻 苗 附 於 尼 龍 網 繩 30 天 之 情 形 32

33 0.5mm 圖 三 十 二 利 用 類 癒 傷 組 織 釋 出 的 單 孢 子 自 然 附 於 尼 龍 網 繩 培 養 第 5 天 的 幼 生 藻 苗 Bar=0.5 mm 0.02mm 圖 三 十 三 青 海 菜 幼 苗 伸 長 藻 絲 黏 附 於 網 繩 Bar=0.02 mm 33

34 1mm 圖 三 十 四 培 養 第 10 天 的 幼 生 藻 苗 Bar=1 mm 0.2mm 圖 三 十 五 培 養 第 10 天 利 用 藻 絲 附 於 尼 龍 網 繩 之 幼 生 藻 苗 Bar=0.2 mm 34

35 1mm 圖 三 十 六 培 養 第 15 天 的 幼 生 藻 苗 Bar=1 mm 5mm 圖 三 十 七 培 養 15 天, 平 均 每 1 平 方 公 分 長 出 3~4 株 幼 生 藻 苗 Bar=5 mm 35

36 0.5mm 圖 三 十 八 培 養 20 天 的 幼 生 藻 苗 Bar=0.5 mm 5mm 圖 三 十 九 培 養 第 20 天, 幼 生 藻 苗 持 續 發 育 成 葉 體 Bar=5 mm 36

37 3mm 圖 四 十 培 養 第 25 天, 幼 生 藻 苗 持 續 發 育 成 葉 體 Bar=3 mm 5mm 圖 四 十 一 培 養 第 30 天, 幼 生 藻 苗 持 續 發 育 成 葉 體 Bar=5 mm 37

38 5mm 圖 四 十 二 培 養 第 50 天, 幼 生 藻 苗 持 續 發 育 成 葉 體 Bar=5 mm 3mm 圖 四 十 三 培 養 第 60 天, 採 收 之 青 海 菜 藻 體 Bar=3 mm 38

39 圖 四 十 四 青 海 菜 原 生 質 體 培 養 時 程 2.5cm 20μm 20μm 20μm (A) (1) (2) (3) (4) (5) 50μm 20μm 20μm 0.05mm (6) (7) (8) (9) 0.25mm 10 μm 20μm 20μm 50μm (B) (1) (2) (3) (4) (5) 100μm 100μm (6) (7) 100μm (8) 0.05mm (9) 0.25mm 圖 四 十 五 青 海 菜 類 癒 傷 組 織 之 再 生 發 育 路 徑 (A):(1~4) 青 海 菜 原 生 質 體 細 胞 增 生 (5~9) 細 胞 團 串 發 育 成 幼 體 (B):(1~4) 單 孢 子 發 育 成 匍 匐 葉 狀 體 (5~9) 匍 匐 葉 狀 體 發 育 成 幼 體 39

40 圖 四 十 六 結 論,97 年 度 青 海 菜 資 源 分 佈 及 種 苗 生 產 流 程 40

41 附 表 等 級 覆 蓋 面 積 估 算 相 對 於 覆 蓋 基 質 的 百 分 比 百 分 比 評 分 % (%) (M) 5 1/2 全 部 /4 1/ /8 1/ /16 1/ 少 於 1/16 < 表 一 藻 類 優 勢 等 級 及 覆 蓋 率 估 算 表 Composition a 酶 解 液 -1 酶 解 液 -2 酶 解 液 -3 酶 解 液 -4 酶 解 液 -5 酶 解 液 -6 酶 解 液 -7 酶 解 液 -8 Sorbitol 1.2M 1.2M 1.2M 1.2M Mannitol 0.8M 0.8M 0.8M 0.8M Cellulase Onozuka R-10 4% 4% 2% 2% 2% 2% 2% 2% Macerozme R-10 2% 2% Dextran sulfate 0.50% 0.50% Dextrose Anhydrous 0.50% 0.50% BSA 0.04% 0.04% 0.04% 0.04% NaCl 1% 1% 1% 1% MES 25mM 25mM 25mM 25mM ph a Dissolved in de-ionised water :not applied 表 二 八 種 不 同 混 合 酵 素 液 41

42 PES 營 養 鹽 之 配 方 表 每 公 升 海 水 加 入 1ml 之 PES PES(Provasoli, s enriched seawater) 培 養 液 ( 含 氮 鹽 ) 配 方 (Provasoli, 1968) PES H 2 O 100 ml NaNO mg Na 2 glycerophosphosphate 50 mg EDTA-Fe-Na mg PⅡmater 25 ml Vitamin B 12 10μg Thiamine 0.5 mg Biotin 5μg Tris buffer(sigma Co.) 500 mg ph 7.8 PⅡ Metal mix (Directions for making 100 ml of metal mix) H 3 BO g FeCl 3 6H 2 O 4.9 mg MnSO 4 4H 2 O 16.4 mg ZnSO 4 7H 2 O 2.2 mg CoSO 4 7H 2 O 0.48 mg Na 2 EDTA 100 mg 42

43 附 錄 青 海 菜 原 生 質 體 分 離 製 備 之 相 關 技 術 訓 練 原 生 質 體 製 備 流 程 中 所 使 用 的 器 材 與 藥 品 之 確 認 原 生 質 體 製 備 之 預 先 試 驗 與 流 程 1. 示 範 人 員 進 行 藥 品 秤 重 與 種 苗 場 相 關 人 員 實 際 操 作 43

44 2. 藻 體 清 洗 與 消 毒 後 利 用 單 刃 刀 片 將 其 切 成 細 小 之 片 段, 增 加 與 酶 解 液 接 觸 面 積 此 步 驟 亦 可 略 減 分 解 酵 素 之 使 用 量 3. 切 成 細 碎 片 段 之 藻 體 放 入 6 孔 培 養 皿 中, 進 行 酶 解 實 驗 4. 將 酶 解 液 與 藻 體 碎 片 混 合 均 勻 44

45 5. 以 鋁 箔 紙 包 裹 置 於 迴 轉 式 震 盪 器 (HITACHI TS-520) 進 行 藻 體 之 酶 解 並 以 倒 立 顯 微 鏡 觀 察 緩 衝 溶 液 之 配 製 藥 品 秤 重 之 後 先 於 燒 杯 溶 解, 再 以 定 量 瓶 定 容 45

46 M Sorbitl 溶 液 之 配 製 Mannitol 溶 液 之 配 製 配 製 0.8M 再 稀 釋 成 0.6M 0.4M 及 0.2M 46