環境中的遠紅光藍綠菌

遠紅光藍綠菌環境分布與多樣性

在自然界中可以使用遠紅光行光合作用的藍綠菌 (FaRLiP藍綠菌)都分布在哪些地方？野外採集並帶回實驗室分析，以及建立成資料庫是我們的重要工作之一。此外FaRLiP藍綠菌在野外是如何與其他只能利用可見光行光合作用的藍綠菌互動，並尋找合適自身的生態棲位，也是我們關心的重點。

相關發表:

Ko J-T, Li Y-Y, Chen P-Y, Liu P-Y#, Ho M-Y#. (2023) Use of 16S rRNA gene sequences to identify cyanobacteria that can grow in far-red light. Mol. Ecol. Resour. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13871

建立FaRLiP藍綠菌資料庫

透過網路上公開的定序資料，我們可以一窺世界上各個地區是否存在FaRLiP藍綠菌，除了瞭解這些藍綠菌可能生活在那些環境，也能將這些FaRLiP藍綠菌的資料統整併收錄於我們的資料庫當中

相關發表與文獻:

Ko J-T, Li Y-Y, Chen P-Y, Liu P-Y#, Ho M-Y#. (2023) Use of 16S rRNA gene sequences to identify cyanobacteria that can grow in far-red light. Mol. Ecol. Resour. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13871

野外採集

從野外採集回來的樣品需要經過許多處理與分析，我們會透過不同條件培養，如使用遠紅光或抗生素，來篩選並純化出FaRLiP藍綠菌，有時我們也會使用流式細胞儀來輔助篩選。此外也進一步研究這些菌的色素組成來了解是否會吸收遠紅光，如會使用到高效能液相層析 (HPLC)等技術來進行分析。最後樣品也會透過16S rRNA基因體定序來進行樣品菌相分析。

相關發表與文獻:

Ko J-T, Li Y-Y, Chen P-Y, Liu P-Y#, Ho M-Y#. (2023) Use of 16S rRNA gene sequences to identify cyanobacteria that can grow in far-red light. Mol. Ecol. Resour. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13871
Behrendt L, Trampe EL, Nord NB, Nguyen J, Kühl M, Lonco, D., Nyarko, A., Dhinojwala, A., Hershey, O. S., & Barton, H. (2020) Life in the dark: far-red absorbing cyanobacteria extend photic zones deep into terrestrial caves. Environ. Microbiol. 22(3), 952–963. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14774

樣品菌相分析

從野外環境採集回來的樣品可以進行16s rRNA基因體定序來了解到樣品中可能含有哪些種的細菌，包含我們感興趣的藍綠菌，此外透過比較不同樣點的菌像組成也可以進一步了解到FaRLiP藍綠菌適合生長的位置。我們分析的過程中會運用到許多的資料分析與程式設計的能力。

相關發表與文獻:

Nien T-S, Bryant DA, Ho M-Y. (2022) Use of quartz sand columns to study far-red light photoacclimation (FaRLiP) in cyanobacteria. Appl. Environ. Microbiol. 88, e00562-22. https://doi.org/10.1128/aem.00562-22
Ohkubo S, and Miyashita H. (2017) A niche for cyanobacteria producing chlorophyll f within a microbial mat. ISME J. 11(10), 2368–2378. https://doi.org/10.1038/ismej.2017.98

模擬陸域生態系環境

為何FaRLiP藍綠菌即使可以使用可見光行光合作用，有些情況下會選擇使用遠紅光行光合作用呢？透過將FaRLiP藍綠菌與非FaRLiP藍綠菌共同培養在以石英砂為基底建立的人工陸域環境，並利用光譜學分析以及螢光顯微鏡等技術，我們可以更加了解FaRLiP藍綠菌在何種情況下會利用遠紅光，以及非FaRLiP藍綠菌對其分布的影響，進而了解FaRLiP藍綠菌的生態棲位選擇。

相關文獻:

Nien T-S, Chan T-H, Li Y-Y, Liu T-S, Shiau Y-J, Ho M-Y# (2024) Two cyanobacterial species exhibit stress responses when grown together in visible light or far-red light. mSphere. e00251-24 (link)

藍綠菌的交互作用

FaRLiP藍綠菌與非FaRLiP藍綠菌在自然界中會生活在同一個地方，為了競爭有限資源他們之間是否會互相影響甚至有交互作用呢？透過轉錄體基因組的分析，可以了解到藍綠菌在混合培養下哪些基因表現量會因此受到影響，進而推測出藍綠菌之間可能是如何相互影響與互動。此外我們也致力於使用CRISPR/Cpf1的基因編輯技術來探討這些基因的可能功能。

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