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利用分子技術探討台灣產葡萄牙牡蠣族群結構

水產試驗所 蕭聖代.莊世昌.梁宏彥.吳繼倫

  牡蠣俗稱蚵或是蠔,歐洲人稱為「海中的牛奶」,為世界上最重要的養殖貝類。台灣的牡蠣養殖已有 200 多年的歷史,年產量可達 3 萬 4 千公噸,產值約為新台幣 32 億元,其分布極為廣泛,北起新竹香山,南至屏東,主要產區在嘉義縣、雲林縣、彰化縣、台南縣市、屏東縣,而澎湖、金門及馬祖等離島也均可看到牡蠣養殖。

  台灣的養殖牡蠣皆為葡萄牙牡蠣( Crassostrea angulata ),是屬於雙殼綱( Bivalvia )、牡蠣科( Ostreidae )、巨牡蠣屬( Crassostrea ),盛產期在 7-9 月與 11-12 月間,繁殖期在農曆 8 月至隔年 2 月,分成秋苗與春苗。牡蠣為雌雄異體,行體外受精,卵受精後會先發育為擔輪子,再經被面子、 D 形幼體等,多段的變態成長,經歷約 20 天的浮游期,而後在適當地點分泌足絲固定後完成附苗,並固著成長至成體。由於其幼生在海中會有約 20 天的浮游期,因此海流的動向對於牡蠣幼苗的散播、族群間的基因交流等影響很大。台灣周邊海域的洋流主要有沿台灣東岸北上的黑潮主流、沿台灣西南部北上的黑潮支流,以及沿中國東岸南下的大陸沿岸流等,由於牡蠣的浮游幼生並無游泳能力,這些洋流如何影響台灣牡蠣的遺傳結構、族群擴散與分布等,為未來研究的重點之一。

  近年來有學者發現韓國及日本等地的太平洋牡蠣( C. gigas )產區及分布有縮減的現象,除了人類對自然資源的恣意開發與污染,造成環境的破壞以及自然棲地的消失外,因人為養殖所造成的基因劣化也是重要因素。有關台灣產牡蠣之族群結構研究,至今所知甚少,而分子生物學的方法於近年的水產研究中已被廣泛應用在種類鑑定、親緣演化及族群遺傳結構等領域。有鑑於此,水產試驗所開始利用粒線體非編碼區序列( mitochondria non-coding region ),探討台灣地區牡蠣之族群結構。非編碼區是指 DNA 中某段區域的鹼基序列訊息不會轉譯成蛋白質編碼,也不會轉成各種結構 RNA (如 tRNA 、 rRNA 等),但該非編碼區可能扮演調控生理的重要角色,可影響基因開啟或關閉。其相對於編碼區與 RNA ,鹼基排列的變異度很高,適合用來進行物種內的族群結構分析。

  我們從台灣各地,包括金門、馬祖、蘭嶼、綠島、澎湖等離島,共採集了 162 個葡萄牙牡蠣樣本,對其粒線體非編碼區進行 PCR 增幅(聚合酶鏈鎖反應)與 DNA 定序,經分析後共得到了 96 個單型( haplotype ),相較於太平洋牡蠣 29 個樣本中僅有 8 個單型( Aranishi, 2006 ),顯示台灣產葡萄牙牡蠣族群擁有較高的遺傳多樣性。

  另外,研究結果也顯示在各個採樣點間,葡萄牙牡蠣的族群間遺傳變異並無明顯分群,推測可能原因為台灣產葡萄牙牡蠣的幼生浮游階段長達 20 天,台灣周邊又有複雜的洋流系統,幼苗隨海散播,增加族群間的基因交流,有助於提高族群內的基因多樣性。另外,台灣本島的牡蠣養殖業者為了提高產能與產值,常常會將牡蠣苗移往他處飼養,因此也有「南苗北遷」或是「北苗南移」的養殖方式,這亦可能提高基因交流的機會,造成南北族群之間無法形成區隔。

  遺傳多樣性的降低可能使牡蠣的後代體質變弱、著苗不易,以致難以對抗環境變化,例如 2008 年法國北方的布列塔尼至地中海區受到牡蠣疱疹病毒的感染,使當地牡蠣養殖產業受到重創,其中可能的原因便是長年的單一品系養殖,造成牡蠣族群的免疫力下降。因此,我們希望藉由研究台灣產葡萄牙牡蠣在不同地區遺傳結構的差異、影響族群的擴散與地理分布的因子,增進對其系群之瞭解, 以作為未來牡蠣資源之管理、育種,甚至引種養殖的影響等效益評估之依據。

圖說

01 葡萄牙牡蠣為台灣重要的養殖貝類

01 葡萄牙牡蠣為台灣重要的養殖貝類

02 葡萄牙牡蠣的生活史

02 葡萄牙牡蠣的生活史

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