2014年

Purpose Every fall, I collect highbush cranberries (Viburnum edule) to make jelly. In 2012, for the first time, I observed highbush cranberry leaves covered in striking patterns of raised purple dots (telia) caused by the pathogenic rust fungus Puccinia linkii. I investigated the distribution and effects of this rust for several reasons: little is known about P. linkii, highbush cranberries are an important food source for wildlife and people, and foliar pathogens may increase with climate change in sub-boreal forests. First, I investigated the patterns of telia within plants. Second, I compared the variation in infection severity among plants, hypothesising that younger plants, those in dense populations, and those in low-elevation riparian areas would be most infected. Finally, I studied the effects of P. linkii on its host, hypothesising that highly infected plants would produce fewer berries and produce berries with less sugar, and that infected leaves would die sooner. Procedures This study investigated P. linkii in mixed coniferous-deciduous forest sites near Smithers, British Columbia. I marked a total of 41 randomly-selected focal V. edule plants in four sites. To examine within-plant patterns of infection, I photographed four leaves of each plant and used a graphic analysis program to examine the size, density and coverage of telia. To assess among-plant patterns, I compared infection severity (5 classes of telia coverage), to three ecological variables: host density within 5m, position on a moisture gradient, and plant maturity. To investigate the effects of P. linkii on its host, I compared infection severity to the number of berries produced, the proportion of malformed and infected berries, and the sugar content of mature berries as measured with a handheld refractometer. I measured leaf mortality in fall. Results P. linkii produced a characteristic pattern within each plant: higher leaves consistently had fewer but bigger telia than lower leaves. Across sites, plants were significantly more infected in areas of high host density. Within sites, young plants and plants and in moister ecosystems were significantly more infected (increases of 1.1 ± 0.2; F1,128=44.8, P

本研究開發以天然資材為原料之綠色微型微生物燃料電池。電池以碳紙為陰陽極，陽極槽以酵母菌對葡萄糖之厭氣氧化反應，陰極則塗佈有葉綠素鐵傳遞電子，以催化氧氣的還原反應，使電之進行，成功的以修飾中心金屬離子後的葉綠素取代傳統微生物燃料電池使用的金屬卟啉類化合物。實驗發現，陽極以每克酵母菌溶以1.5mL的葡萄糖液進行氧化，將葉綠素鐵0.1g塗佈於陰極，並加入純水，曝於自然光，即可有效增加微生物燃料電池電壓，電壓可達0.62 V，與典型的燃料電池在全額負載下可產生的 0.5 - 0.8 V 相當，顯示出所開發的微型微生物燃料電池是具有應用潛力。為了提升所開發電池的實用性，將微生物燃料電池微型化設計便於攜帶及未來直接結合植物光合作用之組合，同時發展不需使用具毒性之電子傳遞介質的陽極反應，使能連續從植物光合作用取得葡萄糖作為燃料的可行性。本研究所開發的微型微生物燃料電池構造簡單，所使用的酵母菌、葡萄糖、葉綠素及氧氣等資材皆可於自然界取得，符合永續經營與綠色能源的目的。未來結合直接採用植物光合作用產生之葡萄糖為燃料來發電，更可發展為就地使用完全無污染的綠色植物太陽能源。

為了測量測量乒乓球彈跳，設計了測量的方法，基本構想是將乒乓球在木板上的彈跳（接觸與離開）視為開關的ON與OFF，將訊號產生器所產生的電訊號接到乒乓球上，木板接到電腦錄音輸入端，當乒乓球與木板接觸時，形成通路訊號進入電腦，由錄音程式加以記錄，反之為斷路，記錄停止。但如何將乒乓球、木板由不能導電的絕緣體轉換成可以導電的導體，而又不能影響乒乓球原本彈跳性質？想出了用2B鉛筆（含石墨）將乒乓球、木板塗黑轉變為導體的方法，解決這個問題後，成功測量出以下乒乓球彈跳時各項的記錄：1.彈跳次數2.碰撞作用力3.接觸時間4.飛行時間。最後以力感測器直接測量碰撞作用力，來驗正此實驗正確性。

鑒於氨氮會消耗水中溶氧，造成水質惡化、危害水域生態，且政府將逐步管制廢水的氨氮含量，處理氨氮的技術日益重要。去除氨氮的方法有物理、化學及生物法，但物理、化學法成本高且有二次汙染的風險，因此本實驗希望找到能有效分解廢水中氨氮之菌種。採取可口可樂工廠的七池汙水，以高氨氮培養基篩出七種細菌(RW、ST、ET、BA、BS、SR、CA)，並挑選出三種氨氮分解效率最佳的細菌(RW、ST、ET)。進一步發現其能有效降低廢水中氨氮，並減少氨氮廢水對水中動植物的危害。因此，我們認為RW、ST、ET能有效處理廢水中的氨氮並減緩氨氮對於環境的危害。

本研究基於雙鏡頭立體成像原理，提出適用於長距離的相機光軸校正演算法則。此演算法則可快速地將失真的影像修復，以提供正確物體影像的視差資訊來得到其3D立體影像的資訊。由於物體影像於長距離時會太小而變得難以辨識，因此加大影像解析度能有效提升物體影像的辨識度進而獲得長距離的立體影像，但電腦執行影像處理的運算時間也隨之變長而失去即時性。因此本研究採用圖形處理器及多重執行緒的技術，可將解析度1280*720的影像擷取和處理的運算時間縮短至每幅影像100毫秒以下，而達到影像處理的即時性。本研究最後將此研究成果用於汽車防撞警示雷達系統設計，此系統運用兩個網路攝影機來擷取影像，並利用OpenCV所提供之開放原始碼實現本研究所有使用之影像處理程序，以快速達到汽車防撞警示雷達系統的實現。

本研究從1960年到2010年間臺北、臺中、日月潭、阿里山、玉山、臺南、花蓮、成功和恆春測站的時雨量資料中，發現東部測站的夜晚累積雨量多過白天，與其他測站相反，於是進一步挑選臺北、臺南和花蓮測站以探討不同地區海陸風環流對降雨量的影響。經過統計發現，花蓮測站降雨日週期的極值發生在海陸風環流發展後六小時發生，進而造成東部夜晚降雨量比白天多；而臺北測站是在二小時後發生；臺南測站則無時間落後現象。北部地區海陸風與日夜降雨變化沒有顯著的年代際變化，而東部與南部地區則可能因為地表使用改變而有變化。在季節分析方面，我們發現各地主要以夏季的海陸風與日夜降雨變化有明顯的關係。

近年來氣候變遷的加劇使生活於地球的人類面臨了空前的挑戰，此次研究將以長期觀測數據深入探討近年受到科學家重視的「平流層瞬時暖化(SSW)」對於大氣的影響性，及與「北極震盪(AO)」的相關性。在此次研究利用NCEP/NCAR Reanalysis資料，分析了1991~2012年間發生SSW期間的大氣參數。我們從資料中發現自2000年起至2010年，緯向平均風場於SSW期間皆發生代表主要暖化的方向反轉，打破以往每2~3年發生一次主要暖化的頻率，顯示近年來主要暖化發生的頻率增加。另外，我們發現SSW對於對流層及地面皆有一定影響程度，從垂直風場的分析中發現SSW高峰日後，北美地區東岸垂直氣流連續一週皆呈現向下，導致溫度因為絕熱壓縮而增加，而地面的緯流指數(Zonal Index)也在此時呈現下降趨勢，表示此時緯向環流的強度正在減弱(即為北極震盪負相位)，最後將出現極區氣溫上升、中低緯度氣溫下降的現象。

磁鐵與非磁性金屬轉盤因冷次定律產生阻尼效應而產生煞車效果，常常在物理實驗提到。但如何設計一個渦電流煞車器，又好像不是一件簡單的事。因為牽涉到許多變因，如轉盤材質、厚度、磁鐵與轉盤中心距、磁鐵數量、磁鐵與金屬轉盤距離、磁鐵移動速率等。本研究以”實驗驗證法”的方式，企圖為這些變因找到可依循的準則，進而充分掌握設計要點。為了有效率地分析這些變因，我們自行製作了一套「渦電流煞車分析系統」，可減少許多實驗時間並可記錄即時數據。另外，我們也量測渦電流在煞車系統的熱能分怖情形。在分析這些變因後，提出一份實用的設計指南。在最後，藉由控制磁盤的移動速度及與轉盤的距離，來分析渦電流煞車的各種即時「煞車曲線」。

K562細胞是一種人類慢性骨髓性白血病細胞株，普遍用於研究幹細胞分化的先驅細胞，可以藉不同誘導劑分化成紅血球或巨核細胞。此研究聚焦於兩種臨床藥物：抗病毒藥物Ribavirin和組蛋白去乙醯化抑制劑SAHA，探討其誘導K562細胞紅血球分化機制。其中針對一個在許多分化機制扮演重要角色的染色質修飾蛋白TIFβ來研究，它可以召集其他轉錄因子在基因上形成抑制複合體。我們藉由定點突變探討TIFβ上的bromo或RBCC domain的乙醯化狀態對於TIFβ與抑制複合體的轉錄因子交互作用的影響。研究結果發現乙醯化RBCC domain大幅影響了TIFβ與轉錄因子的親和力，並且降低TIFβ三聚體的形成，可能導致抑制複合體無法形成進一步開啟了分化的通道。

1. Introduction Passive method is widely used for measuring air pollutant for one day to several weeks. This method can be used easily and doesn’t need electricity, but expensive devices are needed for measuring substances, so this is not suitable for high school students for measuring or investigating. Then, we focused on the reaction, in which Indigo, the blue pigment, is discolored by ozone, and we built up a hypothesis, that indigo is suitable for measuring ozone concentration. 2. Experimental Section We soaked a 10 mm×20 mm filter paper in an indigo solution, including hosphoric acid. Then, they were dried in an automatic oven. 5.5 cm×10 cm PTFE sheet was fold in two and five sheets of indigo filters were fixed inside (passive sampler). The passive samplers were fixed on a stand and exposed to ozone in the atmosphere. After a few days, we collected the samplers and put each indigo filter and 4.0 mL of ion-exchange water into sample tubes. Then we shook this and extracted the color pigment. We had the average value of 600 nm from the five sheets as a measure value. 3. Results and Discussion The total amount of ozone for one to seven days measured in the experiment was directly proportional to the amount of ozone measured by Osaka Prefecture. We found that we can measure ozone in atmosphere using our method. Passive method has an advantage: it can be carried out easily. We employed this trait and measured ozone concentration at 23 points simultaneously in the north of Osaka for 48 hours. We made the map of ozone concentration by marking on a blank map. The map we made was just like the map published by Osaka Prefecture. We expect that this method will be useful in measuring ozone, where measuring devices are not available. 4. Conclusion We succeeded developing new method for measuring ozone in the atmosphere by passive method using indigo, the blue pigment.