植物學科

閩南語有句俗諺：「打斷手骨顛倒勇」，人能在受傷後成長，越挫越勇，那植物呢？本研究發現，綠豆葉片在預先接受戳洞的物理刺激後，對生長不僅不會造成負面影響，更反而能提升綠豆耐鹽能力！隨著戳洞數增加或是延長戳洞後放置時間，皆能增強綠豆的耐鹽能力。深入研究結果顯示，戳洞刺激可能藉由鈣離子作為訊號傳遞分子，最終提升綠豆體內抗氧化酵素活性，藉此降低植物在逆境下的氧化傷害，提升其耐鹽能力。未來期望能將研究成果推廣至農業應用上，使其在面對天災人禍時，可以減少農損。

本實驗探究天竺葵萃取液是否有防蚊之功效。第一個部分：使用光學顯微鏡進行天竺葵葉上、下表皮及莖的表皮之切片觀測；第二個部分：製作天竺葵研磨及減壓濃縮萃取液；第三部分：探討校園中是否有天竺葵的天敵，將飢餓三至七天的植食性動物置於只有天竺葵的箱中，觀測其是否啃食；第四部分：研究天竺葵萃取液對蚊子、果蠅及蒼蠅的致死率；第五部分：檢測萃取液塗抹於手上是否有防蚊功效；第六部分：測試天竺葵萃取液是否有趨蚊效果。實驗結果：1%天竺葵萃取液對蚊子達到LD50；趨避實驗顯示，天竺葵萃取液相對水，對白線斑蚊具顯著性忌避效果，此外塗抹於身上也可避免蚊子叮咬。若要在校園當中大面積種植天竺葵，則要小心天敵─—蝸牛與蟋蟀。

本篇研究主要在探討UV照射黴菌所導致的幾丁質含量變化。本組以家庭中常見的青黴菌複合體作為材料，證實黴菌經UVB照射30秒後可促進生長及增加養分的累積，並且也能得到稍多的幾丁質及幾丁聚醣。我們從文獻分析黴菌和蝦蟹外殼的幾丁質結構，發現其結構上有所差異，再比較由實驗萃取幾丁聚醣的成本和市面上大多是經蝦蟹外殼萃取產品的售價，發現兩者價格差異不多。

本研究以生石花屬(Lithops)為主題，依據生石花特殊之葉窗構造及單寧酸(Tannin)分布重新定義品種，並探討其葉窗特殊透光、蛻皮與擬態機制，結果發現單寧酸(Tannin)聚集於其特殊葉窗形成點狀分布(單寧點)，其作用有保護植株避免受強光傷害的效果，若突發強光，會導致單寧點擴散並融入葉窗表面，阻擋紫外線入侵。葉窗主要是調控不同輻射波長的進光量， 藉由儲水薄壁組織(water storage parenchyma)折射光線，導入葉綠體聚集。蛻皮方式為老葉在新葉成長過程，其細胞完全脫水萎縮，將養分與水分提供給新葉，並騰出空間讓新葉成長， 蛻皮時水分介入的時機，會改變蛻皮結果，甚至導致蛻皮失敗植株死亡。生石花擬態行為， 實驗證明非單寧酸作用，而為葉綠素受光產生量的變化所致。

本研究分成三部份，首先比較水稻、玉米種子在空氣及淹水下發芽能力差異，測試粳稻 (TN67)、秈稻 (IR64) 、寶石玉米 (GM) 和草莓玉米 (SM) 於空氣、淹水下的生長，並透過澱粉水解酶酵素活性分析，比對種子耐淹水能力與酵素活性變化關聯性。再於水中添加胚乳中已知的單一及複合營養源的搭配與濃度變化，模擬種子發芽之營養供應回饋機制，測試其對種子耐淹水能力的影響。 研究結果顯示：種子於淹水下的發芽能力為TN67 > IR64 > SM > GM，與澱粉水解酶酵素活性高低呈正相關；外加醣類能明顯增強種子於淹水下的發芽能力；外加1%胺基酸則會明顯抑制種子的耐淹水能力；添加混合營養源，並沒有提升種子耐淹水能力，但降低外加胺基酸濃度0.1%，則能減緩抑制發芽的現象。

自疫情爆發以來，各國都相繼研發新型冠狀病毒的藥物。蒲公英為一種傳統中草藥，具有抗氧化、抗發炎等生物活性。本研究以蒲公英為試驗植物。為了瞭解蒲公英的抗氧化及抗肺炎能力，我們使用磨粉後的蒲公英進行水和甲醇的過濾萃取物，將蒲公英水萃取物及甲醇萃取物分別進行試管清除DPPH自由基實驗、ABTS抗氧化實驗及總酚含量測定實驗，並進一步確定蒲公英萃取物的抗氧化能力。另外，我們還進行肺細胞發炎移動及遷移能力測試。最後發現甲醇萃取物的抗氧化效果比水萃取物佳。我們以脂多醣LPS誘導肺細胞發炎，運用顯微鏡觀察，發現甲醇萃取物有明顯抑制肺細胞發炎移動及遷移現象。經由以上實驗結果證明，蒲公英甲醇萃取物對抗氧化及抑制肺炎具有效果。

薊屬植物屬於菊科植物的其中一個類別。台灣的阿里山薊為特有種，被當地的居民製成保肝的茶飲，因而被推知有抗氧化的能力。本研究以阿里山薊和平地薊（不同地區）的不同部位做為研究材料，探討其消除自由基及保護肝細胞的能力，結果發現平地薊有最佳的清除自由基效果。而在保肝效果的部分，無論事前預防酒精造成的肝細胞中毒或事後補救機制肝細胞的傷口癒合，皆以阿里山薊最有成效，為保護肝臟的最佳選擇。

在本實驗中要探討八種豆科植物萃取物之抑菌能力，從所選的豆科植物之種子分別用水與酒精進行濃縮萃取。研究目的是為了開發以天然植物為主的抗菌物質，減少對環境的污染及危害。針對校園衛浴設備的水槽、地板、小便斗、馬桶進行採樣。實驗中選擇各設備菌落數最多的菌種單獨分離出來進行抑菌能力之實驗。在抑菌能力中會從濃度和劑量等兩方面去探討不同豆科植物的抑菌能力，並與酒精一同比較抑菌能力。結果顯示本實驗所選用之豆科植物:紅豆、花生、黃豆、四季豆具有抑菌能力，在加入酒精一同比較後我們發現黃豆、花生、四季豆與花生之抑菌能力高於酒精。在閱讀相關文獻之後，我們判斷豆科植物中可抑菌的物質為黃酮等酚類化合物。

科展中黏菌的研究屈指可數，關於共生菌的研究更完全沒有，是一個充滿未知的領域。本實驗探討黏菌及其共生菌的關係，我們的實驗對象為針箍絨泡黏菌(Physarellaoblonga)和它的共生菌。其中針箍絨泡黏菌(A)帶有3種共生菌，針箍絨泡黏菌(B)帶1種共生菌。研究結果顯示我們研究的原生質體針箍絨泡黏菌(A)其中一個共生菌Paraburkholderiatropica和國外細胞性盤基網柄菌Dictyosteliumdiscoideum 身上的共生菌同屬，且以不同方式影響黏菌的食物。經過一系列實驗後，發現針箍絨泡黏菌會篩選對生存有利的共生菌，每種被攜帶的共生菌具有不同功能，我們認為針箍絨泡黏菌的共生菌會彼此分工合作，影響黏菌生長。

俗話說「資源再利用，環境永常青」，本研究取樣淺焙及深焙咖啡渣與茶葉渣經過不同時間發酵後當作肥料進行白菜植栽顯示，白菜種籽較適合於酸性咖啡土中發芽，而茶葉渣土壤pH值相對較鹼，雖會延緩發芽，但因土壤富含營養，於成長後期更有利白菜生長，並以發酵2週土最佳。實驗中擇優取淺焙咖啡土與茶葉土混合當肥料，最佳可獲得比淺焙咖啡土高出5.17倍的成長。進一步讓白菜先於淺焙咖啡土發芽後再移植至全茶葉土，成長速率可達淺焙咖啡土的15.8倍。此外，富含鉀離子的茶葉土所種植的白菜能透過減少葉片氣孔數、使澱粉代謝，並藉由根部提前累積脯胺酸來應對滲透壓變化，以增加根系與葉片對抗鹽逆境與缺水的問題。本研究利用適化咖啡土pH值與茶葉土養分相互搭配，可有效縮短發芽時間、大幅增加產率，並提升耐鹽抗旱能力，除有助活化廢棄物外，並可提升農業競爭力。