陽明山溫泉紅藻的分類位置探析Re-evaluation of the taxonomic position of an acidothermophilic red alga from Yangmingshan National Park
演講者(Invited Speaker)：傅瀚儀助理教授國立中山大學生物科學系
小編(Editors)：黃玉媛、黃麟傑、鄭文鋒
大綱&新知
這次很榮幸邀請了來自國立中山大學生物科學系的傅瀚儀助理教授，在10月13日周二上午的整合生物學專題討論課中，為我們講解有關陽明山溫泉紅藻的分類位置探析，當日的內容大致分為四部份，內容如下：
溫泉紅藻是什麼？
溫泉紅藻生長在pH值0-5、63℃高溫的硫磺泉中，可以在高二氧化碳濃度中生存，也可以耐受高鹽度或有毒重金屬。雖然叫做溫泉「紅」藻，但它呈現藍綠色，其中藍色來自藻膽體的藻藍素。在演化上，溫泉紅藻很早就已經和具有藻紅素、呈現紅色的紅藻分家。然而溫泉紅藻在19世紀就已經被發現，但直到1958年才確認其具有細胞核、胞器、藻藍素，並依照這些特徵將其歸類在紅藻。
陽明山上的溫泉紅藻樣本鑑定與疑點
在陽明山上採集到的溫泉紅藻樣本中，透過rbcL(RuBisCO)基因序列鑑定出了兩個物種：樣本THAL043被鑑定為Galdieria partita；樣本THAL066被鑑定為Galdieria maxima。將這兩物種的樣本放在高光照與低光照、葡萄糖的有無這兩項條件組合的四種環境下培養，發現THAL043符合G. partita的描述，但THAL066的生長並不受葡萄糖的有無影響，不符合Galdieria屬可以利用環境中的多種碳源進行異營生長的特性。在外部形態上，雖然THAL066和Galdieria屬比較接近，但細胞大小明顯較G. maxima小。因為這些疑點的存在，決定用基因組的特徵進一步探討THAL066的分類地位。在比較THAL066和一些溫泉紅藻綱的模式物種後，發現在葉綠體和粒線體基因組基因的排列方式、葉綠體的基因序列、細胞核基因體、醣類通道蛋白基因數量上，THAL066都和Cyanidioschyzon merolae最接近，因此懷疑THAL066樣本並不是G. maxima。
發現G. maxima的原始樣本其實有汙染
由於以上的疑點，所以開始着手比較THAL066與當初命名G. maxima時用的藻種樣本P507，但由於未能直接取得P507樣本，不過發現該樣本曾被分到很多研究室進行研究，所以開始從文獻著手。在NCBI Gene Bank上收錄了日本與德國的團隊分別定序的P507的18S rRNA基因。日本團隊定序的結果與Galdieria屬相近，但是德國團隊的定序結果並不像Galdieria屬，反而較接近C. merolae。然而德國團隊在1999年對P507做生理實驗時有觀察到它可以用異營方式取得碳，但2001年定序18S rRNA基因時卻沒有觀察到。後來日本團隊定序18S rRNA基因時前則是先特別分離出單一的細胞，確定形態符合G. maxima描述後才進行定序。由此可以推測，其實P507樣本在被分給世界各地的研究室之前，就已經被另一個物種汙染，而NCBI Gene Bank上所有G. maxima的rbcL基因序列都較接近C. merolae，不像Galdieria屬的其他物種，由此可知這些其實都是汙染種的序列。也因此確認THAL066並不是G. maxima。
將THAL066歸類為新屬新種
雖然THAL066在形態和生理的特性並不好判別，但是根據其基因序列的特徵，例如其rbcL序列與C. merolae的歧異度為14.4%，大於一般溫泉紅藻屬內的歧異度閾值，借用原核生物在基因組上界定不同屬的標準時也符合條件，因此將THAL066歸類為新屬、新種，在種小名上以陽明山國家公園命名，稱為Cyanidiococcus yangminshanensis。
Q&A
Q1：如何根據特徵鑑定藻類？
A1：根據葉綠體上的膜，由於二次共生會有雙層膜或者更多層。或是根據藻膽
體鑑定。
Q2：當初是用PCR product去clone嗎？
A2：是利用單一細胞群(single colony)作基因組定序，所以不會定序到別種。
Q3：為何當初俄羅斯人不挑單一colony？
A3：不清楚。
Q4：藻類的保種方式為何？
A4：依照分類規則，大部分都製成標本，少部分可以冷凍保存。
Q5：藻類名稱後面的數字命名方式為何？
A5：分離出的藻類有多種不同的生理特性，沒有特定的規則，依照培育出藻類
的實驗室命名。
Q6：紅藻有葉綠體為何還要異營生存？同物種是否有多種葉綠體？
A6：存在的物種都相對穩定，不再進行胞吞作用，因此不會有多種葉綠體。
Q7：紅藻可以在惡劣的環境下生存，是甚麼機制或結構在幫助紅藻？
A7：這還有待考證，尚且沒有好的答案。
Key words：
陽明山溫泉紅藻、Galdieria maxima、18S rRNA
花絮照片：
