藍綠菌（cyanobacteria）也有相剋作用（allelopathy）！

最近把去年的舊文「馬唐屬的雜草如何霸佔土地」拿到課堂上當作「相剋作用」的例子，讓同學了解到植物的世界其實並沒有想像中的那麼和平；但馬唐是透過抑制土壤中對農作物有益的細菌來抑制這些植物的生長，畢竟還是不夠直接。

筆者依稀記得，在「美國國家科學院院刊」上有一篇講到直接「剋」到植物的研究；於是便上去查了一查。結果想查的論文沒有查到，倒是看到了2010年有一篇研究藍綠菌的相剋作用，還蠻有趣的。

在這篇文章裡，來自葡萄牙與美國的研究團隊主要研究的是顫藻（Oscillatoria sp.）。這是一種絲狀的藍綠菌，會得到這個名字是因為它會以顫動的方式讓整個群落找到最好的受光角度。這種藍綠菌是以分段（fragmentation）的方式繁殖，整個屬大概有四十多種。

顫藻。圖片來源：wiki

研究團隊挑選顫藻做為研究對象，是因為過去已經知道，養過顫藻的水可以抑制小球藻（Chlorella vulgaris）的生長；但是究竟是什麼物質，過去的研究並沒有繼續追下去。

小球藻。圖片來源：wiki

研究團隊發現，即使在不同的光線、溫度、養分狀況下，顫藻對小球藻的抑制作用都在進入對數成長期（exponential growth phase）時達到高峰；於是研究團隊收集這段時間的培養液，以對小球藻生長抑制做為檢測系統，找出了抑制物質。

顫藻抑制小球藻生長的物質。圖片來源：PNAS

兩個主要的抑制物質的結構如上，它們是由十二個氨基酸所形成的環十二肽（cyclic dodecapetide）。有意思的是，這兩個環十二肽，在單獨使用時對於小球藻不產生相剋作用；但是合併使用時，只需要每毫升12.8微克（μg）便可以達成一半的生長抑制（IC50），若使用每毫升30微克時，則可以完全抑制小球藻的生長。除了小球藻以外，這兩個環十二肽的混合物，也可以抑制Ankistrodesmus falcatus、Chlamydomonas reinhardtii、以及Cylindrospermopsis raciborskii（柱孢藻）這些藻類的生長。其中的柱孢藻，常常在優養化的淡水水體中造成藻華（algae bloom），也會產生肝腎毒素，對我們造成傷害。

藍綠菌原本就富含次級代謝物，在顫藻中分離到的這兩種環十二肽，或許未來可以用來控制藻華的形成？當然，預防一定勝於治療的，所以不要藻華還是要避免過度施肥，以及減少使用含磷的洗衣粉、洗衣精吧！

參考文獻：

Pedro N. Leão, Alban R. Pereira, Wei-Ting Liu, Julio Ng, Pavel A. Pevzner, Pieter C. Dorrestein, Gabriele M. König, Vitor M. Vasconcelos, and William H. Gerwick. 2010. Synergistic allelochemicals from a freshwater cyanobacterium. PNAS. 107 (25) 11183-11188, doi:10.1073/pnas.0914343107

國立台灣科學教育館。藻類與環境。