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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

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,1992 1993; 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 (2004 2005 2006 2007) 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

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:N23 32 245.5 ;E119 37 39.5 ), 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:N23 33 1.57 ;E119 40 29.44 ), 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: N23 40 20.31 ;E119 34 185 ), 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:N23 38 229 ;E119 32 114 ), 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:N23 44 518 ;E119 36 113 ), 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

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 50 50 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:N23 32 245.5 ;E119 37 39.5 ) 湖 西 鄉 龍 門 (GPS:N23 33 1.57 ; E119 40 29.44 ) 白 沙 鄉 後 寮 (GPS:N23 40 20.31 ;E119 34 185 ) 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N23 38 229 ;E119 32 114 ) 白 沙 鄉 吉 貝 (GPS:N23 44 51.85 ; E119 36 11.37 ) 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 10-20 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

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 121 1.1 (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

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 90 45 60cm 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

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 46.25 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 58.125g 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 2 5 6 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±4.24 10 7 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 2 5 6 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

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

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 137-145 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: 6-15. 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: 6-15. Cambie C. Richard and Ferguson R. Lynnette. (2003). Potential functional foods in the traditional Maori diet. Mutation Research. 523-524:109-117. Chen, Y.-C., Shih, H.-C. (2000). Development of protoplasts of Ulva fasciata (Chlorophyta) for alagal seed stock. J. Phycol. 34: 1075-1081. Clifton, K. E., Clifton, L. M. (1999). The phenology of sexual reproduction by green algae (Bryopsidales) on Caribbean coral reefs. J. Phtcol. 35: 24-34. Chen, Y.-C (1998). Development of protoplasts from holdfasts and vegetative thalli of Monostroma latissimum (Chlorophyta, Monostromatagae) for algal seed stock. J. Phycol. 34: 1075-1081. Chen, C.Y. (1998). Development of protoplasts from holdfasts and vegetative thalli of Monostroma latissimum (Chlorophyta, Monostromatagae) for algal seed. Phycol. 34: 9

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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 120+25=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

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 12.5 7.25 54.89 6.84 15.22 0.55 1 2 --- >16.5 21~39 3.1~6.7 12~25 >1.0 3 --- 20.0 57.2 6.7 14.9 1.2 4 --- 4.93 58.57 2.95 23.87 1.42 5 10.2 3.8 68.5 --- 17.5 --- 6 1. 行 政 院 農 委 會,1988 2. 陳,1990 3. 蔡 與 吳,1977 4. 日 本 科 學 技 術 廳 資 源 調 查 會 5. 呂,1986 6. 林,1994 12

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 8.20 3.50 65.80 22.00 1 8.52 2.51 58.44 22.62 2 8.52 2.33 59.34 22.12 3 1. 郭,1993 2. 陳,1999 3. 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

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):331-340 3. 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): 413-423 4. 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):104-113 5. 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):257-267 6. 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):241-247 7. 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):35-44 8. 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):88-97 9. 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. 1983. Food Hydrocolloids. CRC Press, Inc. Boca Raton, FL. 11. Ito, K. and Hori, K. 1989. Seaweed:Chemical composition and potential food uses. Food Reviews International,5:101-144. 12. Maeda, M., Uehara, T., Haoki, N., Sekiguchi, M. and Hiraoka, A. 1991. Heparinoid-active sulphated polysaccharides from Monostroma nitidum and their distribution in the chlorophyta. Phytochem. 30:3611-3616. 13. Maeshige, S. 1962. Chemical studies on the green alga Monostroma nitidum Wittrock-Ⅰ components sugar of the mucilage. Bull. Jpn. Soc.Sci.Fish,28(3): 326-334. 14

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 6 6 6 6 6 6 6 6 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±4.24 10 7 cell/g f. wt.) 15

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 (N23 32 245 ;E119 37 395 ) (N23 33 157 ;E119 40 294 ) (N23 40 203 ;E119 34 185 ) (N23 38 229 ;E119 32 114 ) (N23 44 518 ;E119 36 113 ) 合 界 吉 貝 16

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:N23 32 245.5 ;E119 37 395 ) 湖 西 鄉 龍 門 樣 區 (GPS:N23 33 1.57 ;E119 40 294 ) 白 沙 鄉 後 寮 樣 區 (GPS: N23 40 20.31 ;E119 34 18.59 ) 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N23 38 229 ;E119 32 114 ) 白 沙 鄉 吉 貝 樣 區 (GPS:N23 44 5185 ;E119 36 113 ) 烏 崁 17

圖 二 ~ 三 馬 公 市 烏 崁 樣 區 (GPS:N23 32 245.5 ;E119 37 395 ) 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

龍 門 圖 四 ~ 五 湖 西 鄉 龍 門 樣 區 (GPS:N23 33 1.57 ;E119 40 294 ) 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

後 寮 圖 六 ~ 七 白 沙 鄉 後 寮 樣 區 (GPS:N23 40 20.31 ;E119 34 185 ) 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

合 界 圖 八 ~ 九 西 嶼 鄉 合 界 樣 區 (GPS:N23 38 229 ;E119 32 114 ) 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

吉 貝 圖 十 ~ 十 一 白 沙 鄉 吉 貝 樣 區 (GPS:N23 44 51.85 ;E119 36 113 ) 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

圖 十 二 採 樣 方 法 圖 十 三 計 算 方 法 23

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

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 20 10 % 0 ( ) 烏 崁 龍 門 後 寮 合 界 吉 貝 3 4 5 6 7 8 9 10 11 月 份 圖 十 七 2008 年 3~11 月 五 個 樣 區 之 青 海 菜 覆 蓋 率 25

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

烏 崁 吉 貝 海 菜 重 量 ( g ) 平 均 每 一 公 尺 青 70 60 50 40 30 20 10 0 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 50-100 75 4 1/4 1/2 25-50 37.5 3 1/8 1/4 12.5-25 18.75 2 1/16 1/8 6.25-12.5 9.38 1 少 於 1/16 <6.25 3.13 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 6 6 6 6 6 6 6 6 a Dissolved in de-ionised water :not applied 表 二 八 種 不 同 混 合 酵 素 液 41

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 3 350 mg Na 2 glycerophosphosphate 50 mg EDTA-Fe-Na 18.85 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 3 0.114 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

附 錄 2008-10-31 青 海 菜 原 生 質 體 分 離 製 備 之 相 關 技 術 訓 練 2008-11-07 原 生 質 體 製 備 流 程 中 所 使 用 的 器 材 與 藥 品 之 確 認 2008-11-14 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

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

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 2008-11-21 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

2008-11-28 1.2M Sorbitl 溶 液 之 配 製 2008-12-5 Mannitol 溶 液 之 配 製 配 製 0.8M 再 稀 釋 成 0.6M 0.4M 及 0.2M 46