生物(生命科學)科

植物受到外界環境刺激後可以激素作為傳訊分子，調控植物體內的生化反應．以應付環境中的各種生存壓力。離層酸(ABA)能使種子及芽休眠、抑制種子發育、使氣孔關閉以減少水分蒸散、抑制植物的成長；吉貝素(GA)在種子發芽期間和ABA有拮抗作用。為了更瞭解ABA及GA訊息傳遞路徑，本研究針對抗逆境SnRK2蛋白質激酶家族中屬於ABA強烈活化的第三個子家族於水稻中發現的SAPK9基因進行探討。本研究經由一連串分子生物學技術，從水稻中選殖出SAPK9、建構含有SAPK9的質體，並以基因槍技術分析，得知SAPK9在青稞糊粉層中雖然對ABA誘導的基因表現無明顯影響，卻能抑制被GA誘導的基因表現。

透過自製的活動場及各類實驗，我們觀察並分析螞蟻的覓食行為及其路徑，證明螞蟻經過不同行走速率的介質時，路徑會產生近似光線折射的偏折角度。又與前人研究不同的是，我們不僅分析路徑的偏折現象、產生偏折的條件，更探討螞蟻路徑的形成過程與變化。研究發現其演變除了與費洛蒙有關，更會受到個體及族群經驗影響，顯現族群智慧的累積對社會性昆蟲的重要性。我們歸納出螞蟻覓食路徑從搜索，產生雛形，修正到定型的進程，並推論螞蟻會為了達到族群最大利益而做出最佳選擇。研究不僅窺察到螞蟻的覓食策略及族群內的合作，更結合了物理與生物現象。除了能用以探討生物的決策與群體行為，更期待能將模型發展成新的生物分析方法，具應用及發展價值。

本研究使用光彈應力分析法(Two-dimensional photoelsatic stress analysis)，來測量網紋招潮蟹(Uca acruata)步足的施力情形，並利用物理觀點來解釋為什麼招潮蟹傾向於往他的大螯方向移動的現象。

視覺是動物辨識同伴時所運用的重要感官。然而，在自然光照下，人類無法由翅膀外觀來分辨大白斑蝶成蟲的性別。於是我們設計一系列的實驗來探討雄大白斑蝶之視覺與辨識同種雌蝶的行為。結果發現雄大白斑蝶可以看見亮度很低的光源，且對於UVA紫外光有明顯的偏好。當我們隔絕同種雌蝶標本的氣味時，雄蝶仍可以利用視覺辨識出雌蝶；但若將隔絕氣味之雌蝶標本放置於無光線的位置時，雄蝶便無法辨識。除此之外，在不同波長光源之間，雄大白斑蝶對於UVA紫外光照射下之雌蝶最為偏好；且在UVA紫外光的照射下，雌雄大白斑蝶所反射出的光線不同。本研究顯示視覺是雄大白斑蝶在近距離辨識同種雌蝶時所運用的重要感官，而UVA紫外光則是其所利用的光波。

外來入侵種小花蔓澤蘭繁殖速度太快，使台灣本土生態系受到破壞。我們實驗發現，小花蔓澤蘭(葉和根莖)具有清除DPPH自由基能力及保護自由基誘發劑AAPH誘導紅血球溶血。小花蔓澤蘭葉和根莖總多酚含量可達51.6及20.9 mg/g，推測其所含多酚化合物可能是抗氧化活性的來源。抗癌研究發現，小花蔓澤蘭葉和根莖會誘導人類急性骨髓血癌細胞(HL-60)細胞毒性，其IC50 (抑制50%細胞存活率濃度)分別為150及350 μg/mL; 顯微鏡觀察下，血癌細胞有減少和皺縮現象。西方墨點法發現，小花蔓澤蘭葉和根莖可使血癌細胞Caspase-3蛋白增加、Bcl-2蛋白減少、Bax蛋白增加及PARP蛋白裂解，可能具誘發血癌細胞凋亡(Apoptosis)的能力。總結，小花蔓澤蘭具抗氧化及抗血癌功效，可開發成為預防自由基疾病及抗血癌的保健食品。

隨著糧食需求增加及環境變遷，如何增加作物產量與抗逆境能力成為重要課題。本研究擬藉由增加水稻維管束密度，改造葉片結構使其趨近C4模式。由台灣水稻插入性突變體庫(TaiwanRiceInsertionalmutantdatabase;TRIM)選得維管束密度較高F1,F23,及F24等三個突變株，比對植株表型與T-DNA插入之關連性，發現此三個突變株之性狀均與T-DNA插入密切相關。其中，F1突變株維管束密度最高，植株較矮小，更可減少風雨來時植株倒伏死亡的機率；F23分蘗數增加47.7%，具有高產量之潛力；F24突變株維管束密度增加量較低，但植株生長趨於正常，對產量之負面影響較小，加上T-DNA插入活化鄰近兩個與逆境反應相關之基因，應具提升產量及逆境耐受性。未來可將這些基因轉殖至水稻中，增加光合作用效率，為糧食危機帶來契機。

橙皮苷元是天然的黃酮類化合物，具有抗發炎等多種功用。但直接使用無法確定其達到病灶位置，也無法預期藥物到病灶位置的濃度，因此本研究設計一複合磁性奈米粒子作為藥物導引材料，期能透過磁場導引到病灶位置，以達到抗發炎功用並減低其對其他非病灶位置的傷害。為使四氧化三鐵粒子接枝藥物橙皮苷元，及具備高生物相容性，利用葡萄聚醣(Dextran)和-COOH官能基做表面之修飾，再以細胞實驗檢測其生物相容性及其藥性。檢測結果證實此材料能保有磁性、藥性，以及生物相容性，並進行體外吸附模擬實驗，了解粒子在血管中吸附之情形。未來將進行發炎途徑探討，深入了解抗發炎之病程，期望能進一步使用此磁性奈米粒子治療如動脈粥狀硬化等相關發炎之疾病。

我們在生物專題課，進行水生生物觀察，通入電流後，發現在電擊板上有稠狀物，置於於顯微鏡下觀察，主要是由微囊藻所組成。銅綠微囊藻 (Microcystis aeruginosa) 及綠球藻 (Chlorella vulgaris-KP) 為台灣淡水水域常見的藻體，一般水質淨化的方式是以加入氯離子殺菌、活性碳吸附及臭氧降解法，存在許多風險與無法解決的問題。因此，我們希望藉由物理方法吸附水中過度增質的藻體。本實驗利用細胞膜上電位差的原理，以自行設計製作電擊裝置，對少量的藻體進行電擊，發現它們明顯吸附於電擊板正極處。進一步製作淡水養殖模型，取樣校園嚴重優養化的水體，持續五天電擊，卡爾森優養化指數 (CTIS) 由99.8降至47.0，水體的總磷量降低、葉綠素a含量下降、透明度上升，證明水體電擊能有效淨化水質並降低優養化。

IAA通常被視為影響頂端優勢的主要激素，本作品主要探討影響頂端優勢的作用與機制。我們發現去除頂芽後，愈靠近頂端的節間，其生長幅度越大，推論植物體內所殘存的IAA含量與激素運輸蛋白使用情況影響了IAA的分布，導致節間與側芽的生長出現變化。在醣類與水分供給的實驗證實：過剩的醣類會降低游離IAA的含量，而抑制細胞成長。最後我們探討了光線與溫度對頂端優勢所造成的影響，其中避蔭反應與Pr光敏素的調控促使黑暗處理組別表現明顯的頂端優勢，而較高的溫度對於植物生長有提升的趨勢，但在頂端優勢的表現方面無顯著差異。本作品利用觀察到的生理現象及分析實驗結果，與文獻資料結合，對植物頂端優勢做了更進一步的解釋。

本研究的目的是簡化青海菜細胞團形成條件。取細胞團再生發育的葉狀體，再次進行原生質體酶解，獲得二次原生質體，再誘發形成細胞團，利用此細胞團具有生生不息的增殖能力，做為藻類種苗來源之用。本試驗以酶解液-1，分離出青海菜(Monostroma nitidium)原生質體之產量最高，觀察其再生形態，藉此找尋合適之發育路徑，研究青海菜人工“種子化”之可行性。實驗結果確立三種原生質體再生路徑，其中厚壁囊孢型佔53.7 %為最高，其次為細胞團型29.6%，原始型佔16.7%最低；原始型培育30天後可長成0.5mm之葉狀體；由青海菜二次原生質體發育而來的細胞團，有90±6%發育為葉狀體，可當作青海菜大量培養之種苗。應用細胞團型的原生質體將是一套簡單、便利且可大量獲得青海菜種苗之生產流程。