生物科

植物染一直是大家耳熟能詳的傳統染色技藝，而昆蟲染色技藝卻鮮少被人知道，其中，原產於臺灣的紫膠蟲正是生活在你我周遭常見的果樹害蟲，但也是為傳統昆蟲染之染料來源，卻很少被人注意的物種，因此，本研究針對在地物種-紫膠蟲進行研究，探討紫膠蟲在野外的棲息環境，並透過室內飼養觀察紫膠蟲的生活史與蟲膠萃取，藉以了解蟲染的物質特性。實驗結果發現，紫膠蟲喜歡寄生在透光率低，且溫、濕度適宜，樹枝直徑為5.34mm的老樹枝條，寄生平均高度為3.135公尺，蟲膠厚度越厚，顏色越深，厚度由大到小依序為暗紅色、橘黃色與紅色，經過萃取蟲染發現，熱水萃取比酒精萃取有較佳的濃稠度，蟲染與花青素相似會受酸鹼影響，未來能推廣應用於相關染料產業。

我對於植物進行光合作用經電子傳遞鏈釋放出能量感到好奇，日常生活中電子產品需用到乾電池提供電力，因此嘗試仿照植物產生能量的方式，製作降低環境污染的綠能電池。上一屆科展我利用FTO導電膜玻璃，結合蝶豆花中花青素作為光敏化染料及TiO2膠體和蠶絲蛋白，成功製作出具有發電性的綠能電池。這次實驗我繼續探討相關變因，進一步瞭解花青素和蠶絲蛋白在綠能電池產生電能中扮演的角色。根據結果發現花青素相較於葉綠素吸光能力較強，pH變化會影響植物色素傳遞電子效能；蠶絲成分中的絲膠蛋白相較於絲素蛋白，具有更高吸收紫外線和促進TiO2膠體導電的能力。這次研究得知綠電池使用花青素和絲膠蛋白能提高吸收光的能力，增強電能產生。

白匏子為低海拔地區常見先驅植物，具銀白葉背特徵。利用顯微鏡觀察葉背發現密佈白色星狀茸毛，利用分光測色儀測量幾種植物葉背反光強度，發現白匏子反光能力最高。利用氯化亞鈷試紙顏色變化測量蒸散速率，白匏子葉背蒸散速率最慢。去除葉背茸毛後，反光能力下降很多，蒸散速率也變快很多。幼葉上表面長有濃密褐色星狀茸毛，下表面則為白色星狀茸毛，之後新生葉上表面褐色星狀茸毛消失，最後成熟葉只剩下表面有白色星狀茸毛。野外觀察發現幼葉與新生葉較完整且無損傷，成熟葉則大多有蟲咬痕跡。在葉子滴硝酸鐵，檢測是否含有抗蟲的單寧酸成分，結果發現幼葉與新生葉密生的褐色茸毛含有單寧酸，隨葉子成熟，單寧酸茸毛漸變少，只剩葉背有少量分布。

本研究旨在探討電訊對於秀珍菇(Pleurotusostreatus)、珊瑚菇(Pleurotuscitrinopileatus)、玫瑰菇(Pleurotusdjamor)之間的影響和遭遇逆境時產生電訊號的現象。研究發現：(1)提升菇蕾及子實體的個數－黑暗、電訊；提升子實體蕈柄/蕈傘大小－黑暗/半光暗；加速菇蕾發育成子實體－預冷、電訊。(2)電訊刺激能加速蕈菇完成生活史，且對於部分蕈菇而言，促菇蕾發育成子實體最佳電壓為1.5 V。(3)電弧主要效應在菌絲與子實體的轉換。(4)菌絲會因突如其來之巨響而改變波形，澆灌酸、鹼、鹽液後電壓大多上升，頻繁出現之固定數值為1221、1526.25及915.75 µV，推測為菌絲受逆境時發出之有意義訊號。(5)1.5V有利於減緩逆境對於子實體蕈柄的損害。(6)外加鈣源有利於秀珍菇菌絲生長。(7)新鮮珊瑚菇能有效吸附銅離子。

本研究主要探討鄒族傳統醫療知識葛藤( Pueraria lobata (Willd.) Ohwi)(鄒語:vici)促進人體血液凝結及最佳使用醫療科學知識，延伸探討「葛藤」促進血液凝結的植物生理機制。我們在鄒族耆老指導並且自製研究設備進行實驗，結果統整以下五點:(1)最佳促使凝血品種為:葛藤>山葛>三裂葉葛藤，(2)應採取部位:嫩葉>老葉>葛莖>葛根，(3)藉由T.D.S離子濃度檢測及EDTA滴定法檢測出葛藤嫩葉中有大量的鈣離子，(4)嫩葉濃度越高，血液凝結速度越高，高於30%就有明顯的凝血效果，嫩葉有高離子流失率、黏稠度，進而提升凝結速度，(5)口水實驗組比對照組加速血液凝結(345秒/滴>667秒/滴)，推測應該為表面張力及黏稠度。綜合以上研究成果，鄒族葛藤凝血可被西方科學印證，是值得被傳承的文化知識。

以小米椒、朝天椒、印度魔椒製作的3種辣椒溶液、乙酸乙酯及蒸餾水，在固定的時間，放置在裝有植物的容器內，並用縮時攝影機來記錄植物進行睡眠運動的變化。分析影像後發現： 1. 植物進行睡眠運動的時間會因放置劑量的多寡、種類而有所差別，植物的作息也不再依日運週期來進行。 在正常情況下，植物醒來與睡著的時間跟日出日落僅差距30分鐘，但在實驗期兩者的時間差了2個小時以上。 2. 辣椒素對於含羞草睡眠運動進行時間是有所影響的。 3. 植物在進行睡眠運動時並非安穩的沉睡，而是會有搖擺等動作，這與我們所認知的睡眠運動並不相同。且不管有無放置辣椒溶液，植物進行睡眠運動的期間都會擺動，使用影像對比後，可發現辣椒素對這部分並沒有影響。

塑膠要幾個世紀才能分解，最近發現即使使用生物可分解塑膠，卻無回收管道，所以，我們研究能分解塑膠的麵包蟲和麥皮蟲，探討食物、溫度、溼度對其生活史的影響，意外發現小花蔓澤蘭能餵食這兩種昆蟲。其次，進行各種食用塑膠定量實驗，使用ImageJ軟體測量食用塑膠面積、發現牠們喜愛食用編號3、4、6號塑膠，50g麵包蟲一個月約吃15.8g保麗龍；50g麥皮蟲約吃8.3g。接著，將誘導劑誘導兩種蟲吃編號1、5號塑膠，食量雖增加，但因為材質偏硬，減塑有限；另外發現兩種蟲大量吃「香草混合4、6號塑膠」，歸納兩種蟲喜愛青草葉子和果實氣味。找出適合兩種蟲的溫溼度、攝食模式與生活史，並設計多功能飼養箱，有效分解塑膠，其糞便做為有機肥料，種植植物。

在不破壞環境、影響生態系及直接殺害蝸牛的前提之下，我們採用以自然作物使蝸牛迴避的方式，希望能夠減少農作物的損害，同時達到永續發展的目標。我們透過多種管道得知蝸牛可能迴避或喜愛的特定作物，由於白玉蝸牛與非洲大蝸牛的食性大致相同，於是利用九宮格實驗實測白玉蝸牛對於各種作物的反應，以得出蝸牛的吸引作物與迴避作物。接者再針對上述實驗結果得到的二種迴避作物到手香與檸檬皮進行實測，研究結果證實該二作物確實可降低受蝸牛啃食的機率。我們更進一步延伸探討柑橘屬果皮的多酚含量作用，研究結果得知多酚含量越多越能對蝸牛產生迴避作用。藉由此次的實驗，我們初步篩選出會使蝸牛迴避的作物，希望日後能夠具有生物防治的實用性。

根據文獻搜尋顯示本研究為首篇發表探討獨角仙的打鬥模式。本研究透過採集、飼養台灣亞種獨角仙，觀察獨角仙的身體構造與打鬥行為的關係，分析獨角仙在夜晚七點到十點間的打架機率，找出獨角仙較會打鬥的熱點，再以手機或平板錄下獨角仙打鬥畫面、分析影片、探究打鬥模式。研究結果顯示獨角仙擅長以頭部獨特構造攻擊對手，雄蟲攻擊以「頭角」為主；雌蟲擅長以「頭部」攻擊對手，較量力氣。雄蟲與雄蟲打鬥模式為「插入式」、「拋摔式」、「掀翻式」、「互頂式」、「棒打式」；雌蟲與雌蟲間打鬥模式為「頭頂式」、「腳攻式」、「爬壓式」；雄蟲與雌蟲打鬥模式為「插掀式」、「爬壓式」、「頭角攻式」、「頭頂式」。

本研究為「探討甜羅勒在微重力、離心力與磁場等太空模擬環境下之生長情形。」研究目的之一為比較地面與太空人甜羅勒株高、子葉與新葉的生長，之二為設計實驗裝置模擬太空環境(微重力、離心力與強磁場)並觀察甜羅勒的生長。主要研究結果如下：1.太空組較地面組更快長出子葉且都高於地面組植株。2.甜羅勒於微重力環境時較快發芽，根有些呈弧形，處於正常重力時則根呈直線形。3.甜羅勒在有離心力的環境較快發芽且根呈弧形，處於無離心力環境時其根呈直線形。4.外加強磁場時，甜羅勒發芽率較高且子葉大小較平均，根較長。5.甜羅勒成熟植株在外加強磁場後，生長初期速度增加，而後趨緩，而無外加強磁場的甜羅勒成熟植株之生長趨勢則相反。