海洋社會分享園地

 動物所研究員、學術諮詢總會執行秘書　吳金洌

      最近數年對分子生物學（molecular   biology）及遺傳工程（
    genetic engineering）知識的了解和深入研究，再加上研究人員及
    生技公司的大量投注，使得生物技術日新月異。尤其是基因轉殖（
    transgenics）技術之成熟，再配合遺傳物質操作技術，以無性生殖
    方式成功複製動物，使得生物技術將於21世紀獨領風騷。

      臺灣乃海島型國家，海洋生物為重要資源，但因過去對於魚類的
    過度捕食，再加上環境大量污染及各種疾病侵害，使得某些魚種瀕
    臨絕種，尤其對臺灣溪河魚類衝擊最大。如臺灣國寶魚櫻花鉤吻鮭
    瀕臨絕種及香魚的消失等，均不難想像目前之嚴重性。水產養殖業
    同樣面臨一些考驗，包括飼養密度過高所造成的疾病、污染、暴斃
    ，更引起河川或海洋的二度污染。其它如種苗繁殖及稚魚培育技術
    之未能突破、寒流來襲時魚類抗寒性不良，以及疾病之防治無力等
    ，均造成養殖戶之投資獲利減少，考驗著我們這一群從事於海洋生
    物研究者。過去幾年很多研究室大力投注於此研究課題，希望利用
    生物技術改善及提高海洋生物之產量及品質，例如對於生長激素（
    growth   hormone）及類胰島素生長因子（Insulin-like growth
    factors）等基因及其蛋白質特性加以研究探討，再配合轉殖魚類之
    技術，生產魚體特大而成長快速之魚，已成功的應用轉殖生長激素
    基因於香魚及泥鰍。另將吳郭魚之類胰島素生長因子基因分離，並
    生產重組蛋白質，期能大量製造類胰島素生長因子重組蛋白，應用
    於水產養殖業以提高產量，甚至更進而應用於生物、醫藥方面。臺
    灣冬季常有寒流來襲，養殖魚、蝦、貝類受寒害而死亡，養殖戶損
    失鉅大。針對冬季寒害，應用基因重組技術，大量生產抗凍蛋白質
    （Anti-freeze protein），以餵食方式或者將此抗凍基因直接借由
    基因轉殖技術送入魚體，以增強魚類之抗寒性。另外在高密度與企
    業化養殖下，常發生疾病侵襲，而造成重大損失，在傳染性疾病中
    ，又以魚類感染性胰臟壞死病毒（IPNV）為分佈最廣之魚類病毒。
    其中以VP2為主要殼蛋白且具有病毒感染力，研究人員以VP2片段之
    Anti-sense   DNA 合成質體，再將質體送入鮭魚胚胎細胞株（
    CHSE-214）內，發現具有抗IPNV病毒的感染。目前研究人員更進一
    步利用RNA具有核酸<酉每>（Ribozyme）的功能，針對感染性胰臟壞
    死病毒不同樣的位置所設計之鎚頭型核酸酵素的DNA樣版，再以鎚頭
    型核酸<酉每>作切割，期能直接應用於生物活體上，以降低病毒之
    感染。而DNA疫苗是另一種重要生物技術，以減少病毒感染─利用抗
    微生物多胜<月太>（cecropin , magainin）消滅細菌之原理生產轉
    殖基因蝦，使其能自行製造抗微生物多胜<月太>，用以保護養殖蝦
    類，避免病原體感染。為期生產優良品系之魚作為高密度養殖之用
    ，研究人員正以基因轉殖、染色體操作、性轉變及孤雌生殖（
    gynogenesis）等生物技術改變魚種之遺傳性狀以供養殖業。

      分子遺傳亦廣泛應用於探討海洋生物之交配系統、親屬性、雜交
    現象、物種化（speciation）、族群結構分化（population
    subdivision）及系統親緣分析，另外水產養殖種魚、系群（stock
    ）鑑定及污染之影響，為進一步瞭解海洋生物之演化及其親緣關係
    ，亦利用DNA序列及胺基酸序列來探討，由於細胞核內之DNA及RNA與
    粒線體DNA，在不同之天擇壓力下產生不同演化速度，且由於其分子
    結構及DNA序列的保守性，其中不同密碼次級單元及非轉錄間與其演
    化速率有所不同，因此以核醣體（ribosomal）DNA的序列足夠定量
    分析目前地球上生命的演化及後生生物之起源等深屬親緣關係。目
    前以粒線體DNA序列，介入子（introns）、微衛星（
    microsatellites）及隨機增幅多型DNA分析（Randomly  Amplified
    Polymorphic DNAs, RAPDS）廣泛被應用。由於粒線體DNA為單套且
    源自母系，適合應用於探討種內或是近親種之親緣關係。由於介入
    子在基因轉譯成mRNA過程中被切除，且其為非功能性密碼，受天擇
    的作用小，通常在不同族群或不同種間之介入子基因庫可累積足夠
    變異，再配合限制片斷長度多形性（Restriction Fragment Length
    Polymorphism,  RFLP）來偵測介入子變異，供探討族群變異或近親
    親緣關係之資訊。隨機增幅多形性DNA（RAPDS）利用單一個合成的
    10～12  bp引子（primer）進行PCR增幅，可以隨機調查基因庫的變
    異，及找出表現型及父、母系之間相關基因。因微衛星由1～10  bp
    長度所組成之重複片段，在真核生物基因庫中分佈廣泛，也由於其
    主要片段數目的差異，具有高多形性，其變異方式可能受插入（
    insertion）或deletion的影響，可以藉此探討類源關係。可見生物
    技術的應用，將為海洋生物帶來新紀元，也為水產養殖業注入新希
    望，對魚類之親源關係了解更盡完臻。

 資料來源:http://www.sinica.edu.tw:8900/as/weekly/87/698/05.txt