國研院首創深海高流量eDNA採樣模組　一次辨識365種深海生物

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國科會轄下國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心，自主開發「深海高流量eDNA採樣模組」，可以在深海中自動收集生物留在海水裡的DNA，再透過基因定序，找出這片海域有哪些生物活動。研究團隊在臺灣西南海域實際測試，一次辨識出365種深海生物，是全球首次結合深海高流量eDNA採樣與第三代基因定序技術，未來可應用在臺灣周邊海域的深海生態調查及長期監測。

國研院海洋中心表示，深海環境具有高壓、低溫，以及生物數量較少等特性，過去進行深海生態調查，常使用底拖網等方式採集生物，但可能破壞脆弱的深海棲地和海底生物。因此，如何在不破壞海洋環境的情況下，快速有效調查深海生態，已成為國際海洋研究的重要課題。

研究人員可以透過「環境去氧核醣核酸」，也就是eDNA技術，找出生物活動留下的線索。簡單來說，魚類、蝦蟹或其他海洋生物活動時，會在海水中留下細胞、組織或排泄物，這些都可能帶有DNA。研究人員只要收集海水，分析其中的DNA，就能推測這片海域有哪些生物存在或活動。由於eDNA不需要直接捕捉生物，因此不會干擾生物本身，是一種低干擾的生態調查方式，也逐漸成為生物多樣性調查的重要工具。

不過，傳統eDNA調查通常是先採集約1到2公升的海水，再把海水過濾，接著利用PCR技術，放大特定生物的DNA訊號，再透過基因定序和資料庫比對，找出有哪些生物。這種方式一次通常只能針對特定生物類群進行分析，例如魚類或甲殼類，而且DNA放大的過程，也可能因為不同生物的基因差異，造成分析結果出現偏差。

為了解決這些問題，國研院海洋中心從2023年開始研發深海eDNA調查技術，經過實驗室測試及海域驗證，成功開發「深海高流量eDNA採樣模組」。這套設備完全由國研院海洋中心自主研發，可以在深海高壓環境下運作，並利用幫浦將大量海水送進過濾模組，每小時可以過濾超過100公升的深海海水，大幅提高DNA採集效率。設備放到深海固定位置後，可以按照事先設定的時間自動採樣，隔天再由研究人員取回，幾乎不會干擾海底生態。

採集到足量的DNA後，研究團隊再利用「第三代基因定序」技術進行分析。和傳統方法不同，第三代基因定序不需要先透過PCR放大DNA，可以直接分析樣本中的DNA，因此能減少分析偏差，也可以一次找出不同種類的生物。

研究團隊在臺灣西南海域進行實際測試，將採樣設備放到深海海床，連續自動過濾一小時，隔天順利回收設備。經過基因定序分析後，共取得超過2,200萬條環境DNA序列，進一步辨識出365種深海生物。這些生物包括魚類、頭足類、二枚貝、蝦蟹等甲殼類、深海珊瑚，以及海星、海膽等棘皮動物，顯示臺灣西南海域具有豐富的深海生物多樣性，也證明這套設備具有良好的深海採樣能力。

國研院海洋中心表示，「深海高流量eDNA採樣模組」的成功開發，建立臺灣自主的深海生物調查技術，也能降低傳統採樣方式對海底生態的干擾。未來可應用在深海生物多樣性調查、海洋保育、深海資源管理，以及長期生態監測，進一步提升臺灣深海探測的自主研發能力。