研究內容

Our Projects

2023.7-2024.2

國科會大專生計畫 (林詳)-以點突變研究藍綠菌在遠紅光下光合系統一次單元的功能

2019.8-2024.7 

科技部愛因斯坦計畫 MOST Grant for the Einstein Program (PI) 

探討以遠紅光行放氧光合作用在環境上的重要性、機制，和其應用

Studying the environmental impact, the mechanism, and the application of using far-red light for oxygenic photosynthesis

2020.7-2021.2

科技部大專生計畫 (粘庭碩)-可利用遠紅光之藍綠菌的生態棲位探討 

探討藍綠菌的奧秘

藍綠菌是現存已知最古老可行光合作用產生氧氣的物種，大約35億年前出現，很有可能是24億年前造成大氧化事件 (Great Oxygenation Event) 的元兇，造成厭氧細菌大量死亡，但也造就之後的生物能利用氧氣行呼吸作用和真核多細胞的出現。現今繁複的物種多樣性，還真的要感謝當初這些海洋中小小的產生氧氣的藍綠菌呢！

科學家對於藍綠菌的研究從基礎研究到應用層面上都有，可說是非常多元。我希望可以針對三個主題深入探討：(1) 藍綠菌在生態系中扮演的角色 (2) 遠紅光光合作用的機制 (3) 藍綠菌的應用價值。

藍綠菌的生長範圍很廣，從海洋一直到陸地，甚至是極端氣候諸如沙漠，溫泉和南極，都可以找到他們的蹤跡。台灣的地理環境包括濕度和溫度都很適合陸域生態系中的藍綠菌生長，並且因為海洋的隔離，陸域淡水的藍綠菌極有可能演化出特有性狀，再加上台灣具有溫泉濕地等特殊環境，是絕佳研究環境中藍綠菌的場所。我希望可以在台灣的這些地理環境中，結合metagenomics, 菌種分離純化，和基因功能、光譜分析、色素分析，和生理生長分析，研究這些環境中的藍綠菌適應環境的策略方法。

遠紅光是太陽光中重要的能量，卻少有物種可以利用遠紅光行光合作用產生氧氣，而我們研究的藍綠菌正是其中之一。人們一直以來不認為遠紅光可以催化光合作用放出氧氣。我們的目的為讓大眾了解遠紅光在環境下的生產力和重要性，進而重新評估全球初級生產力。除了研究遠紅光調控之啟動子可提供一個合成生物學的工具之外，釐清藍綠菌利用遠紅外光的能力更有助於在生物反應器中缺乏可見光的條件下維持光合作用的效率，提升合成生質能或高價產物的產量。我們的最終目標為把利用遠紅光的系統轉移到榖類作物，幫助它們在互相遮蔭的情況下吸收更多的光，進而增加光合作用效率和產量。

如果植物，藻類和藍綠菌可以同時利用可見光和遠紅光，它們可以吸收更多的光線來進行光合作用