生物(生命科學)科

由2009年台灣國際科學展覽會的優勝作品「從麵包蟲體內分離出可分解保麗龍之菌種」中，我們知道麵包蟲腸道內有可分解保麗龍之腸道共生菌-紅菌。 利用傳統厭氧培養的方式，我們進一步研究發現，除麵包蟲外，體型較大的麥皮蟲其腸道也具有共生菌-紅菌和白菌。藉由兩者菌相比較，麥皮蟲的腸道中，白菌較多(佔80%)，紅菌較少；而麵包蟲的腸道中，紅菌較多(佔75%)，白菌較少。當我們以保麗龍為碳來源的無機培養液篩選時，白菌無具有分解保麗龍的能力，紅菌則具有。最後，分離出可分解保麗龍的五株菌株：SR429、SR7412、SR8514、SR8515及SR851，而且皆由麵包蟲分離而來。 藉由細菌生理特性分析，發現五株菌株型態皆為厭氧菌、球菌、格蘭氏陽性菌，生長情況比較：30℃＞25℃＞20℃。未來將探討其最適合生長的環境(溫度)，希望可以大量培養可分解保麗龍的菌株，及未來找出此些菌株可分解保麗龍的酵素，以期能降低保麗龍所造成的環境污染。

植物吸收亞磷酸(H3PO3)後，可產生植物抗禦素、酚化合物等抗病物質，對疫病 (phytophthora spp.)有可以肉眼觀察的防治效果。我們想要觀察抗病物質是否能在植株內跨組織的流通，為避免結果被亞磷酸的流通影響，設計實驗如下： 將不同品種的葫蘆科植物施用亞磷酸，選出產生抗病物質較多(稱反應較強者：苦瓜 (Momordica charantia))，及較少者(稱反應較弱者：扁蒲(Lagenaria siceraria))，將兩者嫁接，故可排除亞磷酸對反應較弱者之影響。觀察接種疫病後的發病情形，與未嫁接、同種嫁接等進行討論，得知抗病物質在植株間的流通情形。數據分析，發現： (一)苦瓜與扁蒲皆可產生抗病物質及負向影響物質，且苦瓜之抗病物質比例、及扁蒲之負向物質比例較高，且皆可於嫁接植株間流通而互相影響。 (二)亞磷酸之下行性、抗病物質之上行性、負向物質之下行性較佳。

蓮花效應是指蓮葉表面具有奈米纖毛結構，因此只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面，在我們生活週遭，許多植物具有蓮花效應。本實驗選擇彩葉山漆莖作為研究材料，因為我們發現在同一植株上，嫩葉的蓮花效應最佳，而老葉幾乎無蓮花效應。當彩葉山漆莖的新葉轉為老葉，蓮花效應會減弱，甚至消失。我們以不同水量、土壤酸鹼值及光照作為變因，來探討蓮花效應改變的原因，結果發現水量並非主要影響蓮花效應改變的變因；土壤過酸或過鹼，會減弱新葉及嫩葉的蓮花效應；置於暗室則使整株彩葉山漆莖所有葉面皆無蓮花效應。許多植物的性狀，在老化或面臨環境改變時，會將控制性狀的基因開啟或關閉。因此，我們推論，當環境因子改變時，植物的蓮花效應可能是經由基因層次的調控，藉以增強或減弱此性狀的表現。如果不是基因的開啟或關閉，則有可能僅是葉表面的結構發生些微的改變，真正詳細的機制仍有待進一步的確認。

新竹縣尖石鄉山區，發現一種能於黑暗中發出可見之淡綠色螢光的五節芒，且皆必定是遮蔭處潮濕傾倒斷裂腐敗的五節芒片斷，其餘六個樣區經日夜實地採樣勘察，皆未發現發光樣品。經密集且大量之多株五節芒切片顯微鏡觀察，打光與暗房攝影比對，確定發光生物是一種文獻尚未記載之陸生黴菌，該黴菌與五節芒之間可能呈專一共生性。由實驗觀察此螢光黴菌生活史可分為三期：細絲期、藻狀期、珊瑚狀期，其菌絲有分枝且多核無橫隔，絕大部分皆分布於細胞內，細絲期可藉由菌絲穿過細胞壁上較薄之壁孔以散布其族群。該黴菌之螢光經實驗結果証實能誘導菌絲朝向營養源生長，以利菌絲進行聚集配對，並進行有性生殖。分類先暫定為無鞭毛黴菌門、接合菌亞門、接合菌綱之新種。

近年來，抗氧化物質很熱門，尤其以白藜蘆醇最受矚目，引起我們的興趣。我們的實驗探討花生芽菜不同部位以及不同壓重及 UV 的處理，對白藜蘆醇、總酚類含量及抗氧化力的影響，更進一步餵食果蠅，探討對壽命的影響。結果顯示：花生芽菜的總酚類含量、抗氧化力，皆為胚根＞子葉＞胚軸。在壓重處理，對芽菜生長是促進性的影響，對總酚類、白藜蘆醇含量是抑制性的影響，對抗氧化力的影響則不一定。而在 UV 處理，對芽菜生長是抑制性的影響，對總酚類含量、抗氧化力則為促進性的影響，但對白藜蘆醇含量卻無顯著影響。由此可知不同壓重及 UV 處理對花生芽菜的生長、內含物含量及抗氧化力有不同的影響，以芽菜收成前 1 天照射 12 小時 UV 的處理效果最佳。

本實驗內容主要為探討含羞草觸發運動的成因，主要針對風所造成的受力、蒸散與觸發運動之間的關係加以探討。鑒於以往科展對於含羞草觸發運動之研究雖然數量相當多，但很少有人注意含羞草的原產地在炎熱多雨的南美洲而台灣的含羞草卻以"可以生長在乾燥多風的地方"聞名。大部分的人將注意力集中於其觸發或睡眠運動表象，本作品則將重點放於:鼎鼎大名的含羞草觸發運動，究竟對於它本身有何益處。我們認為含羞草在其原產地時觸發運動可避免枝葉折散，但到了乾燥多風的地方這會是它類以對抗乾燥的武器

本實驗除了探討日日春花粉在滲透壓下的爆裂率之外，是否也有可能是其他因素造成其爆裂率提高或下降。本實驗以日日春作為觀察對象，並觀察日日春花粉在各種條件下之變化。實驗結果顯示〈一〉花粉的爆裂率在酸性中高於鹼性〈二〉添加外源鈣離子可以保護日日春花粉使其爆裂率大幅下降〈三〉日日春花粉在EGTA(鈣離子螯合劑)的處理下爆裂率下降〈四〉日日春花粉在EDTA(二價陽離子螯合劑)的處理下爆裂率隨著濃度上升而下降〈五〉在酸性環境下添加外源鈣離子可有效降低日日春花粉之爆裂率〈六〉外加鎂離子對於日日春花粉爆裂率影響並不顯著 〈七〉氯離子對於日日春花粉之爆裂率有增加的趨勢〈八〉日日春花粉在Verapamil(鈣離子通道阻截劑)處理下爆裂率隨濃度上升而下降 。

本研究主要探討平原菟絲子產生適應性早熟的原因，發現當平原菟絲子處在不穩定或養份不足的環境中，吸器的生成個數會明顯減少，並加速開花結果的速率。不同於其他植物的早熟，平原菟絲子結空穗機率明顯較低，顯示其對於不穩定環境的耐受度提高，並提升子代存活機率。平原菟絲子適應性早熟現象發生時，常伴隨著產生自我寄生。相對於一般寄生，自我寄生吸器生成時間較一般寄生長，吸器大小並無顯著差異，然而吸器數量較少，且較為深入宿主。起初推論自我寄生為演化中的缺陷，這樣造成其無節制的寄生，對生存有害。但是經過長期的觀察之後，發現其生長狀況並無受到影響，而是週遭環境不穩定，所促使暫時分解自體本身的養分，以度過考驗。

中文摘要 植物體在生長發育的過程中，有許多必要的營養素，一旦缺乏這些營養素，植物的生長 狀況會產生問題，不但會抑制植物生長，植物對外界的免疫力也會跟著下降。在台灣，水稻 不僅是台灣人賴以維生的糧食，更是台灣人引以為傲的作物。但台灣高溫多濕的海島型氣候， 適合多種稻作病害的發生，紋枯病及白葉枯病就是危害台灣稻作主要兩種病害。這些病原菌 的感染直接限制了該土地中植物的生長和生物的存活，間接的影響人類的生活。 本研究中，以水稻為實驗對象，我們主要探討六種水稻生長所必須的營養素：鈣、鎂、 鐵、鉀、氮、磷和水稻之間的關係。我們將水稻種植在缺乏某種特定元素的培養基中，觀察 其生長的異狀，以便於得知某特定元素對於水稻生長發育的影響為何。之後，再將缺乏各種 營養素的水稻及營養素供應正常的水稻，分別感染白葉枯病病原細菌及紋枯病病原菌，觀察 受感染的水稻之損傷程度，並檢測受感染植株中過氧化氫酵素活性的變化，試著歸納出其防 禦機制和營養素之間的關係，期望對其防禦機制能有進一步的了解。 英文摘要(Abstract)\r When plants grow up, there’s a lot of necessary nutrition. Once plants lack of this nutrition, some problems will occur. It can cause plant growth retardation and decrease the immune ability to the surroundings. Rice is a main cereal in Taiwan, and we are all proud of it. However, rice is frequently attacked by many pathogens , such as Xanthomonas oryzae pv. oryzae and Thanatephorus cucumeris. The infection directly limits plant growth and survive of organisms, but also indirectly effect life of human. In this research, we study the effect of nutrition deficiency such as nitrogen , phosphorus, potassium, iron , magnesium and calcium deficiency. First , we cultivate the crops on the media which lacks of some specific nutrition. After intensive observes on the plants, we can slightly discover the relationship between these nutrition and the plants. After the plants are infected by the pathogens (X. oryzae pv. oryzae and T. cucumeris) in two weeks, we record the spread of the lesion size resulted from the infection. The changes of Peroxidase activity after infection are also studied. We hope we can get a deeper understand about the immune system of rice.

台灣四面環海，但我們在學習的過程中與海的接觸卻很少，因此希望藉藻類相的研究實際接觸海洋。選擇藻類為研究題材是因為海藻在此生態系扮演重要生產者角色。研究紀錄了墾丁萬里桐及台南黃金海岸一、四、七、十月的藻類分布、生物量、覆蓋率、優勢種光合作用效率及各項水文資料，並分別計算出各採樣點的生物歧異度以利分析。經過一年的採樣，發現沙岸的黃金海岸全年生物歧異度均為0，而礁岸的萬里桐則有豐富的藻類生物歧異度。且藻類有明顯的季節消長〈四月生物量最多、七月遞減〉各藻種也有消長情形〈優勢種一月綠藻、四月褐藻、七、十月紅藻〉，經環境資料分析後，與水中pH值、溶氧、葉綠素含量無太大關聯，卻與溫度、紫外線及颱風侵台有關。