植物學科

生活中常聽說牛奶可以幫助蔬果生長，我們好奇用牛奶澆灌植物是否真會帶來什麼改變，我們便選用阿拉伯芥進行我們的實驗。首先我們直接以牛奶澆灌植物，卻發現對植物的外觀沒有什麼影響。於是我們又進行了染菌實驗，藉此研究牛奶對植物抗菌是否有幫助。我們發現牛奶能夠提升阿拉伯芥對細菌的抵抗力，又在實驗後確定此現象與初級防禦反應相關。我們推測是牛奶中的胺基酸引起的，於是我們再以Proline等胺基酸澆灌植物，其中Proline亦能協助植物抗病；接下來我們再探討Proline協助植物抗病的機制，發現Proline和牛奶一樣可以增強初級防禦反應及利用callose堆積協助植物抗病。因此我們推測，牛奶中含有的Proline能夠幫助植物對抗細菌。

細胞質流（cytoplasmic streaming）的機制，目前通常被認為是藉由ATP提供能量，使肌動蛋白分子連接胞器而沿著細胞骨架移動，並以此促進相鄰的兩個細胞透過原生質絲（plasmodesmata）交換物質。本研究建立水蘊草（Egeria densa）之細胞質流流速的觀察及測量方法，並以能量的角度去探討其機制層面。我們發現當光度小於1000 lux時，細胞質流流速及淨光合作用速率具有高度正相關。硝酸鎳能明顯促進細胞質流流速及淨光合作用速率，而40℃、pH1、pH13、硝酸汞、4℃一天能使細胞質流停止。

浮萍在逆境下葉狀體會有分離的現象，本研究證實：浮萍透過葉狀體分離，增加逃離逆境的機率，提升族群生存率。此分離機制受到過氧化物質(H2O2)的調控，逆境下，浮萍母葉節處(node)的H2O2含量上升並誘導細胞死亡，進而造成連接構造斷裂，另能透過乙烯途徑活化纖維素分解酶使葉狀體分離。我們也發現青萍及紫萍具不同生存策略：青萍對H2O2的高敏感度使其能在逆境下快速分離，進而降低其葉狀體間的內聚力，更容易藉由風吹或水流加速逃離逆境；紫萍則對H2O2較不敏感且內聚力大，以較大的單一個體及對逆境的高耐受性來渡過危機。蛋白質含量極高的浮萍是蛋白質補給品的好原料，期待分離機制的深入研究能應用在浮萍種植上，使其快速分離提升產量，應對將到來的糧食危機。

鳳梨是多年生單子葉草本植物，可再細分為三個亞科，分別為地生型鳳梨、積水型鳳梨及空氣型鳳梨，本研究主要是觀察空氣型鳳梨(Tillandsia capitata)葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉，還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種空氣鳳梨的氣孔只分布在下表皮，主要在晚上開啟，而葉子的毛狀體大多分布在上表皮與基部。另外，根部似乎不具輸導能力，僅靠葉子的毛狀體吸收水份。而分布在葉表的毛狀體的鱗片還具有毛細作用的功能，可以將葉子尖端的水份傳輸到葉子基部，形成類似積水型鳳梨的集水效果，水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內，再由下而上的蒸散作用產生拉力，推測此種空氣鳳梨可能主要是藉由夜晚氣孔打開時進行水份的輸送。

種植小白菜時，偶然看到其在鳳凰木汁液下會有根部上翹的現象，我們深入探討與進行一連串實驗後發現：根部上翹可能為一生存機制，讓其逃離相剋化合物逆境。在驗證根上翹不是滲透壓造成後，我們發現莖也參與此機制。其中，根的根系減少、且可能藉由提高澱粉酶活性降低根尖澱粉體含量，失去向地性而翹起 ; 莖則變粗、變重及彎曲，使植株質心偏移，根部上翹。我們驗證了根部上翹的訊息傳遞因子為ROS與鈣離子：鈣離子會刺激Rboh酵素產生ROS累積，兩分子可能是透過正回饋來累積濃度後，再進而影響根莖的生理變化造成上翹，使小白菜能藉此逃離逆境。未來將深入探討ROS與鈣離子在此機制中的交互作用，並深入了解IAA對根尖上翹的調節。

Piriformospora indica 為一支可被獨立培養的植物根部共生菌，在農業上有極大的應用價值。然而，活體需要每月繼代，十分麻煩，而冷凍乾燥的P. indica保存時效比活體長，具有共生能力，輕且易碎、容易生成粉末，不管是學術用途價值還是實際應用價值都極高。冷凍乾燥的P. indica於Kafer活化六小時效果最佳，然而以水活化六小時最為實用。P. indica的孢子更可比一般真菌承受溫度較高的熱應激。但是，P. indica並不是完美真菌，雖然學術界目前都回報P. indica的優點，然而本研究發現其有可能負面反應，在將來開發為生物農藥時需要多加注意。本研究也同時發現P. indica對於青枯病原菌的抗性，增添P. indica的研究價值與外來用途 。

本研究嘗試用銀做為兩電極於水中電解形成的膠體銀（Silver Colloid）做為主要研究對象，經實驗發現以500毫升蒸餾水、使用30 V電壓電解2小時產生的膠體銀濃度是最穩定。使用不同濃度的膠體銀探討對植物發芽時產生的黴菌以及後續植物生長的影響。經由實驗後發現，濃度高的銀膠水在浸泡植物種子（花生、玉米）1個小時即可以有效的抑制發芽時期黴菌的生長。

本研究以多肉植物百合科-萬象（Haworthia maughanii）為實驗植株，以生長激素（Auxins & Cytokinins）配比、花梗（inflorescences node）與不定根等組培技術，建立植株的再生系統，再運用組織培養技術( tissue culture）添加植物激素（Plant hormone）照射紫外線（Ultraviolet），提升植物變異藉以增加錦斑（Variegatus）的機率。研究結果顯示，不定根組培方式、生長激素他配紫外線照射，其誘發的錦斑效果皆優。

桃園沿海藻礁生態地位重要，具有豐富生態、防波與研究地球氣候變遷價值，而可能造成藻礁死亡的有以下三點：工業廢水汙染、海岸建設破壞與周邊建設帶來的淤砂掩埋。 本研究旨在探討埋砂對於藻礁生態的影響，以人工海水混原生地海水架成的海水缸進行淤砂模擬實驗，分別埋0.1cm三天及五天、0.5cm四天、3cm三至五天、6cm四天，用Diving-PAM測埋砂前後的光合作用效率變化。在埋砂3cm五天的實驗組中，發現殼狀珊瑚藻由紫轉橘，Fv/Fm值下降至0.046。持續追蹤觀察後，由橘轉白並喪失光合作用的能力。 由結果推測，殼狀珊瑚藻光合作用效率約在低於0.300時會有橘色色塊，若降至0.045則會逐漸轉白且無法復原。未來可望加入更多變因，並期待藉由本研究能喚起大眾對於藻礁生態的重視。

本研究主要是觀察積水型鳳梨 (Neoregelia ampullacea) 葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉，還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種積水型鳳梨的氣孔只分布在下表皮，主要在晚上開啟，然而白天氣孔也有相當比例是打開的，而葉子的毛狀體有兩種型態，分布在下表皮與基部的毛狀體數量不僅較多而且較大型。另外，根部雖然具輸導能力，但是內部出現空洞化，葉表的毛狀體具有輔助吸收水份的功能，水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內，再由下而上因打開的氣孔產生蒸散作用的拉力。此外，我們也與另外兩種積水鳳梨(虎斑與火球)做功能性的比較。若能對毛狀體構造更加了解，將可應用於仿生生物學，生產保暖又吸汗的織布或收集水份的工具。