植物學科

生態棲位相近的青萍和水如何共存？同時我們也觀察到兩浮萍在夏冬有明顯消長：夏季水面多由水萍主導，冬季則青萍佔優勢。深入探討兩者競爭策略，發現水萍透過提升抗氧化能力增加葉狀體間連結數，放大植株間吸引力，並以鈣離子誘發的葉狀體隆起等方式釋出更多生長空間，偏向保守鞏固策略；青萍則任由ROS累積觸發葉狀體斷裂，降低植株間吸引力，憑藉個體小與高填空效率，採取侵略佔領策略。此外，研究發現光週期與光敏素為浮萍季節消長的關鍵因子：夏季長日照累積Pfr造成連結數提升，利於水萍鞏固優勢；冬季短日照誘使Pfr變回Pr，促進葉狀體斷裂，助青萍佔領水面。此發現揭示光週期如何調控浮萍季節消長，為水生植物競爭提供新見解。

颱風草葉片在脫水時會收合並於加水後恢復，其過程如同摺扇。野外觀察發現有些颱風草葉片具有皺紋。有皺紋的葉子脫水與恢復速度都較無皺紋的葉子慢，但縱摺角度變化較為穩定均勻，推測皺紋的功能可能與穩定葉片結構有關。觀察颱風草葉片橫切面可見上表皮的泡狀細胞位於縱摺凹處，脫水過程為中央泡狀細胞寬度會增加，最終減少，且相鄰兩側細胞寬度縮小變化不對稱，推測與其鄰近大維管束有關；下表皮的泡狀細胞均勻分布於縱摺凸處，旁邊不具大維管束，脫水過程為中央泡狀細胞寬度會增加，最終減少，但相鄰兩側的細胞寬度會對稱縮小。本研究歸納出颱風草葉片收合與恢復機制，並依實驗結果自製仿生模型，在仿生研究上具有應用潛力。

本研究以綠豆為主要研究對象，探討微重力環境(<10-6g)對植物種子的影響。結果顯示，綠豆在微重力環境中易形成不定根，回到一般重力後約需8天型態完全回復；輻射環境對綠豆胚莖與胚根長度變化無顯著影響。此外，微重力環境造成不定根形成，推測可能與乙烯產生有關。 針對高重力(900g)環境，綠豆的細胞內澱粉體分佈未顯著改變，但內部機能可能受影響。在酶活性實驗中，不定根率較高的綠豆過氧化氫酶活性降低，顯示微重力對植物內部生理機制有持續影響。而切片實驗發現，微重力可能促進胚內澱粉粒的分佈與儲存形式改變。 本研究系統性探討微重力環境返回一般重力後植物種子的型態變化，為未來太空種子銀行的發展提供參考依據。

海漂種實是一群能靠海流傳播後代的植物繁殖體，追蹤其跨洋散播途徑與族群分佈狀況常可反應生態問題。本研究便想以銀葉樹為例，釐清海漂體結構如何適應遠距傳播。結果發現，銀葉樹能以果實作為海漂體的關鍵有： ：(1)整體密度小於海水； ；(2)中果皮有許多儲氣空隙可維持浮力； ；(3)種子座落位置與中果皮纖維局部吸水性則有利於穩定浮 心，使果實於海流中多能以正向姿態漂浮並快速前行； ；(4)果實從外到內有多層疏水性構造，有利於長期海漂期間抵抗海水滲入以維持種子活性。相較短期海漂後就腐爛失活的大葉山欖種實而言，銀葉樹果實對海水具抗性又能善用海流動力確實更適應跨洋性遠距傳播，值得作為輔助評估氣候變遷對於海漂植物影響與保育的指標物種。

左手香是熱帶及亞熱帶地區常見的植物，文獻顯示左手香的廣泛應用如抗發炎、鎮痛及 抗菌等功效。本研究以抑菌功效為研究起點，探討主要抑菌成分(百里香酚、香芹酚)在何種環 境下可提升其含量；接著討論此兩種成分對於左手香及環境的影響。結果顯示斑葉左手香內 百里香酚與香芹酚含量較高；兩種抑菌成分對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌及腸道沙門氏菌有 抑制效果；不同光照時數、光照強度的實驗中，6小時與9小時搭配高強度光照，百里香酚及 香芹酚含量最高；適度逆境可促進香芹酚合成。最後發現左手香葉片對土壤菌群亦具影響， 顯示其可能干擾微生物生態。本研究結果可為天然抗菌劑開發、醫療及永續農業提供參考， 並促進左手香在多領域的應用潛力。

本研究探討DNA鹼基錯配修復(mismatch repair，MMR)系統在釀酒酵母與奇異酵母雜交合子中的作用，並揭示其對雜交不孕的關鍵影響，具備了癌症研究及農工業菌株改良的潛在應用價值。由於兩物種之基因體序列差異大，雜交合子於減數分裂時產生大量鹼基錯配，活化MMR系統，導致過多具干擾性的同源重組產物，使染色體分離異常、孢子無法正常發育。本研究利用可在孢子壁表現三色螢光蛋白的酵母系統，並透過PCLB2-MSH2專一性抑制MSH2於減數分裂期間之表現，有效降低干擾性重組、顯著提升孢子存活率。研究結果顛覆傳統認為雜交不孕源於重組不足的觀點，進一步釐清MMR系統在遺傳隔離中的角色。

本研究探討不同鹽類與物理性微粒對貉藻褪色現象之影響與物質吸收情形。我們觀察到捕蟲囊表皮細胞有三種主要腺體，分別是內表皮的消化腺轉移細胞、四爪腺毛和外表皮的雙歧毛狀體。從餵食水蚤實驗中發現，貉藻不會主動閉合，因此以離心方式使捕蟲囊閉合住紅墨水，再記錄其褪色比例；過程中並推論捕食、分泌與吸收應為三個不同階段。鹽類半小時內，高濃度環境可加速褪色；實驗中PVC被觀察到可能吸附到葉柄，另外，一小時內，囊內、外有中濃度微粒也會加速褪色。由褪色實驗亦可證實外表皮的雙歧毛狀體對外在環境，不論是對鹽類滲透反應或是微粒的擴散作用，都具偵測能力。未來若能深入了解其囊體構造與觸發機制，將有助於仿生開闔裝置之研發。

本研究旨在校園植物上篩選出使植物對抗逆境具有潛力的菌株。首先，將校園植物葉圈與維管束內部分離出的細菌進行生理生化分析及篩選後，分離出三株對植物生長無不良影響之 Priestia megaterium菌株。實驗結果顯示，P.megaterium能共生於番茄苗中，將番茄幼苗處理P.megaterium菌株兩週後，能協助番茄植株抵抗土壤鹽化而存活，或是當土壤環境有油污污染時亦能使植物維持生長，因此具有幫助植物抵抗不良逆境之潛力。未來則希望能更進一步 探討P.megaterium與植物間如何相互作用而抵抗逆境。

魚腥草為一種多年生的根莖草本植物，在傳統醫藥具有良好的藥用價值。本研究開發新型魚腥草萃取物，抑制人類大腸癌細胞。首先將魚腥草葉磨成粉末，並以甲醇萃取(HCE)，再以高效液相層析方式，分離魚腥草分段萃取樣品(HCF)，來進行總酚試驗抗氧化力；進行癌細胞毒殺試驗、誘導癌細胞凋亡、粒線體膜電位試驗及運用載體TNFRSF6B-GFP綠色螢光蛋白轉殖癌細胞大量表現。試驗結果顯示魚腥草粗萃物(HCE)及其中第三段萃取物(HCF03)，總酚含量與ABTS 抗氧化力，HCF03皆優於HCE；另癌細胞半數毒殺濃度IC50與細胞凋亡試驗凋亡以及粒線體膜電位受損率，HCF03抑制大腸癌細胞效果皆優於HCE；HCF03抑制TNFRSF6B-GFP綠色螢光蛋白表現濃度IC50為0.4mg/ml。綜合上述試驗結果，證實HCF03能作為TNFRSF6B抑制劑，具有抑制大腸癌細胞之潛能。

全球暖化對生物構成重大威脅，生物熱適應成為關鍵課題。本研究探討阿拉伯芥的制約學習及不同熱鍛鍊方式對短期後天耐熱性（SAT）與長期後天耐熱性（LAT）的影響。結果發現阿拉伯芥在經過200Hz聲音與熱鍛鍊聯結的訓練後，未顯示制約學習；多次間歇熱鍛鍊對SAT有顯著的累加效果，而LAT的提升則是持續熱鍛鍊較有效；藉由數學建模分析，增加熱鍛鍊次數、持續時數，SAT、LAT的耐熱能力會遞增但增益效應卻遞減，可依據建模因應不同需求來調整熱適應策略；分子機制上，SAT的增益效應可能與sHSP17.6有關，LAT則與HSP101及 HSA32有關，顯示不同熱鍛鍊方式可透過不同機制來調控耐熱蛋白的表現與衰減。這些成果深化我們對植物熱適應的理解，還為應對不同熱逆境提供具體精準的策略。