專題報導

國立臺灣海洋大學水產養殖系張清風老師研究室

水生動物生殖生理暨內分泌實驗室 (Reproductive Physiology and Endocrinology in Aquatic Animals Laboratory)

領先全球重大珊瑚研究成果

張清風發現珊瑚生殖細胞發育生長關鍵機制

　珊瑚生殖研究重大發現，國立臺灣海洋大學校長張清風所率領的研究團隊，領先全球，找到珊瑚生殖細胞發育生長重要機制，這項研究成果受到國際肯定，已於今（2013）年6月率先在網路揭露，9月正式發表在內分泌學領域最頂尖的國際學術期刊Endocrinology（內分泌期刊），且成果圖形被選為該期的封面照片。

　有著海洋生物樂園與海洋熱帶雨林之稱的「珊瑚礁」是由許多珊瑚蟲經年累月的生長，逐漸累積碳酸鈣骨骼所形成的，而珊瑚的生殖行為一直以來是許多科學家急欲解開的謎團，但到目前為止尚未能清楚了解其中的奧妙。

　張清風校長表示，在珊瑚礁生殖過程，於茫茫大海當中，想要遇到命中註定的另一半通常不是那麼容易，尤其大海是個危機四伏的環境，受精卵或幼體常常成為別人口中的佳餚，所以想要延續種族的繁衍相當不易。因此為了有效提高生殖的成功機率，珊瑚透過集體排放，數以萬計的精子與卵子到大海中進行受精，經由海水的漂流將成功受精的受精卵帶到適合生長的環境附著後發育成珊瑚幼苗，然後才逐漸的成長成今日我們所見到的珊瑚。

　揭開珊瑚生殖的神祕面紗，是張校長所率領的研究團隊長期努力的目標，在國科會、教育部及海洋大學的支持下，陸續有一些重大的研究成果在國際重要期刊發表，包括PLoS One（2012），Endocrinology （內分泌期刊，2006，2013）與Biology of Reproduction（生殖生物期刊，2003）等。

　張校長指出，在脊椎動物，腦是神經系統的控制中心，經由複雜的聯繫來處理及傳遞訊息，而卵巢與精巢則是產生生殖細胞和分泌性激素的器官。而身體受到外界的刺激與體內賀爾蒙的分泌，經腦與腦下垂體的統合調控以及精巢或卵巢相互作用，調控著生殖細胞的發育，但在演化上屬於較為原始且不具有真正器官的珊瑚則是藉由什麼來調控生殖細胞的發育呢？在珊瑚體內是怎樣開啟生殖細胞發育成長以及如何控制每一個階段的發育直到生殖細胞的成熟排卵呢？

　張校長說，雖然去年已經發現珊瑚們的早期生殖細胞的發育，但是至於這些生殖細胞如何進一步的成長（growth）甚至成熟（maturation）及排放（spawning）精子或卵子到大海當中，仍是各謎團。經過研究團隊的努力，今年再度領先全球，率先找到了一個可以分辨珊瑚體內生殖細胞發育成長的一系列基因，並成功製備抗體，對瞭解生殖細胞發育成長的特性與過程提供重要的資料。

　張清風說，過去在許多脊椎動物與無脊椎動物的研究中，使用卵黃素蛋白基因當作生殖細胞成長的指標基因，是因為卵黃素蛋白基因在脊椎動物與無脊椎動物的生殖細胞發育的過程當中扮演重要的角色，因此我們首度嘗試將重點放在卵黃素蛋白的研究。

　研究團隊不但成功的選殖珊瑚兩種卵黃素蛋白基因（vitellogenin與egg protein），同時也分別成功製備抗體，並且利用組織切片及組織免疫染色的方法觀察珊瑚身體組織的構造，試圖清楚地瞭解珊瑚體內生殖細胞的特性，最後獲得幾項重大的發現。

　根據研究結果顯示，珊瑚的卵黃素蛋白主要堆積在成長中的生殖卵母細胞。而生成這些蛋白質的特定體細胞主要是位在生殖細胞附近之腸繫膜體細胞。在一整年的生殖週期中，首度發現珊瑚體內卵黃素蛋白的變化與生殖細胞的成長時期有密切的正相關。同時也進一步發現卵黃素蛋白（vitellogenin）可作為提供珊瑚胚胎幼體發育的營養物質。

　這些領先國際的重大的研究成果，是全球首度在「非兩側對稱」原始動物的發現的研究結果，在演化上具有重要意義，同時對於瞭解珊瑚的生殖機制及如何啟動生殖細胞的發育是非常重要的。

　張校長說，這次的研究發現對於調控珊瑚的生殖及進行珊瑚的復育，將扮演十分重要的角色，未來將進一步尋找哪些賀爾蒙或因子是與生殖細胞發育成熟有關，或許以後在培育珊瑚的過程中可以利用添加賀爾蒙的方式，刺激珊瑚生殖細胞的發育或是增加精卵排放次數，進而增加珊瑚幼苗數量，讓人工繁殖復育珊瑚不再是個遙不可及的夢。