應用定量聚合酶連鎖反應法監測水中產土臭味的捲曲魚腥藻

曹翔崴^a, 道中敦子^a, 顏宏愷^a,b, Steven Giglio ^c, Peter Hobson^c,  Paul Monis^c,
林財富^a,*

^a 國立成功大學環境工程學系
^b 美和科技大學生物技術系
^c Australian Water Quality Centre, South Australian Water Corporation, Adelaide, South Australia 5000, Australia

土味物質geosmin為淡水水體最常見的臭味物質之一，通常是藍綠藻(現稱藍綠菌)及放線菌等微生物產生，常存於公共給水、遊憩用水及養殖業用水水源，是民眾抱怨自來水、養殖魚類臭味問題重要來源之一。傳統上要分析水中geosmin造成之臭味，需藉助化學分析方法(例如氣相層析質譜儀)分析geosmin、或是使用顯微鏡找出產geosmin的藻類，兩種方法分析速度慢，通常需要30分鐘以上才能完成一件樣品分析，而顯微鏡觀測則需要高度專業人士才能判別可能之產臭藻種。近年來藍綠菌合成geosmin的基因，亦已經被找出，但是僅止於實驗室分析，在水庫實場應用上仍無相關文獻報導。本研究即在於開發分析geosmin合成基因的定量聚合酶連鎖反應(qPCR)方法，並應用於實際水庫監測，以縮短分析時間，提升水廠預警能力。

研究中首先設計夾取藍綠菌中合成geosmin基因的引子與探針，並利用分離自澳洲、台灣之產臭與不產臭之純藻進行測試，以確認引子專一性。由於南澳州Myponga水庫，發生魚腥藻產臭事件，因此本研究並將測試完之引子與探針應用於該水庫之監測。在歷經1個月、共7次採樣，在5個水庫點、共35個樣品的分析結果顯示，qPCR分析產臭基因拷貝(copy)數、化學分析之geosmin濃度、及與顯微鏡觀測之魚腥藻藻數，彼此之間有非好的相關性。本研究所開發之qPCR方法具有短時間同步分析多個樣品的能力，相較於傳統化學分析、及顯微鏡觀測，可大幅縮減分析時間、及增加分析專一性。研究結果對公共給水業者，在面臨水庫藻類產生臭味問題之預警、管理及處理上，可有效提供一項新的分析利器。