生物多樣性之永續利用研究

1. 「我國古生菌遺傳資源永續利用開發」： 本年度自陽明山環境中共分離多株具纖維素分解能力之極端環境微生物，並進一步探討其中二株活性較高具高應用潛力的嗜熱與耐酸性菌株，經分子鑑定一為細菌類 Bacillus屬，另一為古生菌 Sulfolobus屬。其中嗜熱菌纖維素分解酵素經選殖至表現載體後在大腸桿菌中表現蛋白質，另一株古生菌亦純化出纖維分解酵素，兩者經比較兼具高熱穩定性和耐酸環境達 pH 3.0。基質利用性方面，嗜熱菌分離株ARC-3對CMC, Hydroxyethylcellulose, β-glucan, Konjak mannan等基質具有分解活性。六株耐熱菌的纖維素分解酵素活性，以 pH 3.5表現最佳，作用溫度在55-65 °C都仍維持2U左右。其中TB-8的熱穩定性最高，在近70 °C仍有相當活性。古生菌ARC-3的酸、熱耐受度均較耐熱菌TB-8更大，在pH 2.0-2.5之間擁有高達3.5U以上的活性；在70°C時活性也高達3.5 U。部份基因選殖後定序序列如文中。以上結果顯示，其確實均具高產業應用價值。 2. 「臺灣林木樟科代謝物之癌症預防及其生合成基因多樣性研究」： 臺灣得天獨厚的地理環境，蘊育了許多深受世界各國研究人員注目之珍貴數種。獨特的樹種中往往具有一些特殊成分。因此，若能自本土樹木中尋求具生物活性之成分，鑑定其結構並釐清其作用之機制，將可賦予森林利用新的價值與潛能。本計畫擬選擇臺灣特產並具研究潛力之樟科樹種，進行包括抗氧化、抗發炎和抗腫瘤等生物活性之篩選。並利用管柱層析、氣相層析及高效能液相層析等技術，分離、純化並收集具生物活性之成分。之後，續運用質譜分析，紅外光光譜分析，碳譜與氫譜核磁共振光譜分析⋯等光譜分析，鑑定具生物活性成分之確切結構。此外並將就分子生物層面，解析這些特殊成分之基因多樣性。本計畫如能順利完成，將有助於擴展本土樟科樹種加工利用之潛能與應用領域。 3. 「我國蕈菇類免疫調節蛋白生物多樣性資源之產業開發與永續利用」： 本計畫建立以硫酸銨劃分層析為基礎的大量製備菇類免疫調節蛋白方法，主要成果包括: (1) 開發金針菇蛋白FIP-FVE的大量純化方法，可於50-90%飽和硫酸銨濃度取得蛋白； (2) 開發茯笭蛋白PCP的大量純化方法，可於0-40%飽和硫酸銨濃度取得蛋白； (3) 銀耳蛋白 TFPs的大量製備技術，可於10-90%飽和硫酸銨濃度取得蛋白； (4) 新發現杏香菇免疫調節蛋白 PEPs，包含分子量17kDa與21kDa之蛋白，可活化小鼠脾細胞，促其細胞增生及分泌干擾素IFN-γ，並活化RAW264.7巨噬細胞分泌TNF-α。 4. 「大型海藻生物多樣性資源之永續利用：海藻飲料開發及抗癌機轉」： 本研究基於增進本土生物多樣性利用，以先前結果進一步探討未經日曬水洗之冷凍乾燥安曼司石花菜作為海藻茶飲的可能性及製備程序(原料儲藏溫度及時間，水萃取溫度及時間，萃取液抗氧化能力之維持時間及溫度，光線及容器材質對萃取液抗氧化能力之影響)，並以抗氧化能力分析(DPPH自由基的清除)及總酚類化合物含量作為評估標準。原料儲藏溫度及時間效應指出原料儲藏於40oC下72小時後，總酚類化合物含量降低，此總酚類化合物含量降低趨勢隨儲藏製時間增加及溫度增高而加快，4oC以下的環境有較佳之維持效果。以4oC以下儲藏72小時原料進行水萃取溫度及時間效應，4oC及25oC水溫隨萃取時間增加而增加總酚類化合物含量之萃取效率，40oC水溫萃取效率則在10即可達最大萃取效率的80%，50oC以上水溫萃取效率則隨溫度及時間增加而降低，DPPH自由基的清除能力與總酚類化合物含量之萃取效率有相同結果。以40oC水溫萃取120分鐘所得水萃液 (移除石花菜) 進行30分鐘短時間的不同溫度處理指出80 及 90oC降低DPPH自由基的清除能力與總酚類化合物含量。40oC水溫萃取10分鐘所得水萃液 (移除石花菜) 經120 分鐘後DPPH自由基的清除能力與總酚類化合物含量開始下降。光線及容器材質對萃取液抗氧化能力沒有明顯影響。綜合結果證明石花菜具有開發成為海藻茶飲的潛力，以溫水 (40oC) 短時間即可獲得水萃取液，水萃取液之總酚類化合物含量與DPPH自由基的清除能力成正比，具有與傳統茶葉相仿之茶飲效應。 5. 「台灣原生蘭多樣性與菌根菌及細菌共生依存之研究 (二)」： 本研究開發台灣原生蘭科植物與有益微生物之共生資源，已於台灣各地採集原生蘭科植物約115種，並自根部分離純化出共生真菌500餘種。鶴頂蘭種子以無菌水浸泡並以70RPM震盪器震盪五天、七天及十四天之處理有較佳的發芽率。黃根節蘭瓶苗之繼代培養，接種R19者切口不褐化，繼代移植存活率100％。紅鶴頂蘭瓶苗接種蘭菌11個月後，小苗接種五種代碼蘭菌(Rhizoctonia spp.)處理之成活率均較對照組高。台灣阿嬤蝴蝶蘭小苗接種木黴菌或絲核菌，葉長以單獨接種木黴菌代號T2葉長最長，葉幅也最大。金線連B品種接種蘭菌R02，配合塑膠袋栽培法，成活率可高達95.3%。