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動物學

內皮素對稻田魚(Oryzias latipes)胚胎適應酸環境之調節

哺乳類的內皮素(endothelin-1 ; EDN1)與其受體endothelin receptor B己知可共同參與腎臟排酸功能之調節,在魚類的表現上,亦有研究指出EDN1會影響到斑馬魚的排酸。本研究中以廣鹽性魚種稻田魚(Oryzias latipes)仔魚為實驗對象,經6小時以上時間酸處理後其體表排酸量皆顯著增強,且經6小時酸處理後,仔魚rhcg1及內皮素受體EDNRA2的基因表現量也顯著增加,並發現當弱化(knockdown)仔魚的endothelin-1基因後,其體表排酸量顯著下降,證實endothelin-1對仔魚排酸作用有直接的影響。而當仔魚endothelin-1的基因表現被抑制後,其離子細胞密度以及離子通道蛋白基因表現不受影響,推測內皮素並非以增加離子細胞的方式影響排酸,而是藉由轉譯後調控途徑,使其排酸功能增強。另外本研究中再將6小時及7天酸處理實驗結果比對後,推測當稻田魚仔魚面臨短期或長期酸環境刺激時,內皮素調節機制亦略有不同。

TEP1基因對埃及斑蚊(AEDES AEGYPTI)生殖能力影響之探討

登革熱為全世界最重要的節肢動物傳染疾病之一,其造成全世界每年約五千萬個病例且WHO估計全世界超過兩億人口暴露在感染登革熱的危險之下。而近年來台灣每年皆有超過1500例的登革熱病例。雖然國際間許多實驗團隊致力於開發登革熱疫苗以及抗登革熱藥物,但是都未能有突破性的結果。因此,積極的尋找替代性病媒蚊控制策略,將是控制登革熱的一線曙光。本計畫主要是探討埃及斑蚊之生殖調控分子機制,並希望透過抑制其生殖能力以達到降低病媒蚊族群的效果,藉此達到控制登革熱傳播的目的。本計畫利用RNA干擾(RNAi)的技術,將標的基因之表現抑制,再測量埃及斑蚊之產卵能力。實驗結果顯示,埃及斑蚊含脂硫蛋白之表現被抑制後,會明顯抑制其產卵能力。未來將進一步研究該蛋白質調控埃及斑蚊卵黃生成之詳細分子機制。本研究結果,有助於我們對病媒蚊之生殖調控分子機制更深入之瞭解,並且對於未來建立新的登革熱防治策略從事病媒防治工作有相當大的幫助。

The critical role of the first discovered detached pharynges during the successful predation of Penghu Oyster Leech

澎湖牡蠣養殖受扁形動物危害嚴重但缺乏相關研究。本研究首次採集活體澎湖蚵蛭Stylochus ( Imogine ) orientalis splendida Bock, 1913進行捕食行為研究。觀察澎湖蚵蛭捕食過程分為攻擊期、捕食期和消化期,並首次報導攻擊期中發現新型的離體咽。離體咽具負趨光性( P <0.01 ** )能朝向牡蠣殼內暗處移動,使其開閉殼頻率與死亡率增加。離體咽也顯著影響文蛤死亡率 ( P <0.01** ),20條以上離體咽即可導致文蛤死亡率 60% 以上,造成文蛤外套膜萎縮,且與數量呈高度正相關 ( R2 = 0.964 ),外套膜切片顯示離體咽可導致外套膜肌肉變細且形成許多空洞。經離體咽均質和硫酸銨沉澱法萃取蛋白質後,通過SDS蛋白質電泳比較澎湖蚵蛭離體咽、咽、與其他部位的粗萃物,分離出目標蛋白質,以MALDI-TOF質譜儀分析分子量約為10 kDa。證據顯示離體咽是蚵蛭成功捕食牡蠣的重要關鍵,亦是海洋扁蟲從未被報導過的新行為。

熱休克蛋白Hspb7基因表現調控之探討

小分子熱休克蛋白 B7 (HSPB7,Heat shock protein B7),又稱心血管熱休克蛋白 (cvHsp)。HSPB7表現於心肌細胞當中也表現在骨骼肌當中。我們可以從再生的肌肉細胞中看到熱休克蛋白B7大量的表現,可見其對於損傷的肌肉細胞至關重要。此外,Mef2a (Myocyte-specific enhancer factor 2A) 被發現對於Hspb7基因表現有所影響且、屬於AP-1 (Activated Protein 1) 家族的c-Jun (Jun proto-oncogene) 和Fra-2 (Fos-related antigen 2) 被發現影響了肌肉發育和參與了骨骼肌衛星細胞群的調控。 本實驗在HEK-293T細胞當中將克隆出的Mef2a、c-Jun、Fra-2與Hspb7上游不同長度且帶有螢火蟲螢光素基因之啟動子進行轉染實驗,並藉由螢光素酶檢測法觀察彼此調控關係。本研究發現,c-Jun、Fra-2對於Hspb7基因表現有抑制的成效而Mef2a有增加基因表現的成效。

驚爆「膠」點-虎紋三角渦蟲黏液分析及功能推測Mucus analysis and functional speculation of Girardia tigrina

本研究進行虎紋三角渦蟲 (Girardia tigrina) 黏液分析及功能推測。利用Bradford法得知渦蟲捕食白線斑蚊幼蟲時不會分泌大量黏液;以銀染染色SDS-PAGE,並以ImageJ與Excel分析,發現渦蟲捕食蚊幼蟲前後黏液中蛋白質單體濃度無顯著增加 ( p > 0.05)。進一步以API ZYM得知渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中含至少8種酵素,包含磷酸水解酶、脂肪酶、蛋白酶、醣水解酶,能協助於體外行化學消化;以酵素活性染檢測,則發現渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中α型醣水解酶分子量位置位於25-37 kDa。未來將持續針對渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中酵素進行分析,如確認渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中蛋白酶、脂肪酶及幾丁質酶分子量位置;探討渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中磷酸水解酶及α型醣水解酶功能等等。

終「孑」之「疫」-渦蟲野外防治評估及消化蚊幼蟲機制

台灣淡水三角渦蟲 (Girardia tigrina) 主要以水生小動物為食,且會捕食蚊幼蟲,具生物防治潛能 (王與郭,2016)。根據投放前的評估結果,渦蟲對食物無記憶,為機會主義捕食者且會搶食,有利於評估未來投放的數量;野外防治實驗中發現渦蟲可有效抑制模擬水耕地景中蚊幼蟲,且生存水質與蚊幼蟲相似。未來可大範圍投放渦蟲,評估是否能有效抑制蚊幼蟲。本研究另一目標為確認渦蟲消化蚊幼蟲機制。由薄層分析法發現渦蟲黏液需長時間才能水解少量的幾丁質,推測其主要行體外物理消化蚊幼蟲,化學消化則為協助的角色。以石蠟切片發現5 %福馬林加30 %蔗糖之固定液可切出完整的渦蟲咽部組織。未來將持續探討渦蟲消化蚊幼蟲機制,如確認渦蟲捕食蚊幼蟲時咽部肌肉組織變化,以及利用冷凍切片固定渦蟲捕食蚊幼蟲時當下組織,再進行染色觀察。

The influence of lanscape on nest preferences and behavior of twig nesting Hymenoptera

The occurrence and behavior of insects is significantly affected by the environment they live in. In this thesis, I dealt with the influence of structure of landscape on nesting preferences of Hymenoptera. For this comparison I had chosen to work with twig-nesting Hymenoptera, for which I have placed artificial nest opportunities into four biotopes – heath, edge of a heath, country lanes between fields and field. The studied location is located south of Znojmo near Podyjí national park. Particularly, I have focused on small carpenter bees of genus Ceratina. My results show that there is a big difference in the species distribution between the habitates of field and heath. The habitats of edge of a heath and country lanes make up a gradient between these two biotopes. The ecosystem of fields was preferred by a sphecid wasp Pemphredon lethifer and Ceratina cyanea. On the other hand, the ecosystem of heath was preferred by Ceratina chalybea, Ceratina nigrolabiata and megachille bee Hoplitis tridentata. I had also found out that in species that are more abundant on heaths, there is higher mortality of offsprings. Heaths were a place of the highest competition between species, as a result of which species with a lower body weight (Ceratina nigrolabiata) have been pushed into narrower twigs by larger species (Ceratina chalybea). I recorded a high number of nests in biparental bee Ceratina nigrolabiata, which were guarded only by mother in fields and country lane habitats. This may indicate that Ceratina nigrolabiata is only facultatively biparental, not strictly biparental as was considered until now.

Territorial behaviour of the Eurasian Wren (Troglodytes troglodytes) during autumn migration and wintering in the urban environment of Hradec Králové, Czech Republic

In the present paper I studied the winter territories of the Eurasian Wren (Troglodytes troglodytes) in the urban environment of the city of Hradec Králové. The males of this species were detected through the aggressive reactions to the playback of its conspecific call. The Eurasian Wren territories were detected at seven out of the ten observation points in the city. The frequency of the territories decreased during the observation period from October to January and it was also affected by the structure of the biotope. It seemed that the wrens preferred trees and avoided lawns and isolated growths. That illustrates how important it is to maintain wildlife corridors in the cities. Individuals of seven other bird species were seen reacting to the playback of Eurasian Wren songs or warning calls. Eurasian Wren may be applied as an indicator species of the ecological value of the urban environment. Through this species, we can access such quality also for the human inhabitants.

高鹽飲食對果蠅學習與記憶能力的影響及其細胞與分子機制

先前論文指出高鹽飲食會造成果蠅睡眠間斷(Jiayu Xie et al., 2019)、減短果蠅壽命(Deng-Tai Wen et al., 2020)。而另一篇論文則以小鼠作為實驗對象,發現高鹽飲食會影響小鼠記憶和學習能力(Giuseppe Faraco et al., 2018)。根據上述,高鹽飲食在不同生物中可能影響神經系統的功能,但果蠅學習與記憶能力的影響還未被探討。因此,筆者以果蠅作為模式生物,研究高鹽飲食對其學習與記憶功能是否障礙及實驗其可能的細胞與分子機制。在將野生型果蠅進行測試後,選擇了Canton-S做後續實驗,並發現餵食Canton-S 四天的高鹽食物後學習及短期記憶表現下降,而進行實驗確認是由高鹽飲食導致此障礙,再研究了一系列相關研究。 本次實驗中,首次以餵食高鹽食物對果蠅學習與記憶障礙方面進行研究,並了解到高鹽飲食也會讓果蠅產生學習與短期記憶能力障礙。目前為了找出真正的細胞與分子機制提出可使用的方法,在實驗其他可能的機制。

大姬蛛不規則網之拓撲探究

蜘蛛網在生態學上最成功的在於出色的力學性能、強度、韌性、彈性和堅固性。蜘蛛網的結構從序列設計到蛛網架構都是屬於分層結構。因應不同環境,蜘蛛因環境變化調整蜘蛛網架構。利用GeoGebra軟體分析大姬蛛三維(3D)立體不規則網及拓撲學結構,並以數學幾何方式繪製出蛛網立體架構。 蛛網架構分為:主網、立體次級架構、牽引絲及支架。結網的過程為:牽引絲→主網→次級架構→支架。依照環境不同,蛛網類型區分為三角體、輻射型及吊帶型。蛛網的穩固性:輻射型(n=11)>三角體型(n=9)>吊帶型(n=8)。內部的主網分成12種拓撲學形狀,其中以稜椎體(29%)比例為最高。依網高指數及支架的有無,蛛網的結網方式:包覆式、紮營式以及倚靠式結法。網的功能依照蛛網上的卵囊有無做為區分,有卵囊蛛網為保護功能,無則為獵食功能。設計的三種環境實驗箱,都結出相對應的蛛網類型。