植物學

閩南語有句俗諺：「打斷手骨顛倒勇」，人能在受傷後成長，越挫越勇，那植物呢？本研究發現，綠豆葉片在預先接受戳洞的物理刺激後，對生長不僅不會造成負面影響，更反而能提升綠豆耐鹽能力！隨著戳洞數增加或是延長戳洞後放置時間，皆能增強綠豆的耐鹽能力。深入研究結果顯示，戳洞刺激可能藉由鈣離子作為訊號傳遞分子，最終提升綠豆體內抗氧化酵素活性，藉此降低植物在逆境下的氧化傷害，提升其耐鹽能力。未來期望能將研究成果推廣至農業應用上，使其在面對天災人禍時，可以減少農損。

阿拉伯芥的長期後天耐熱性（LAT）有如人類的「學習」，如何延長其「記憶」為本研究探討的主要目標。首先以改變熱處理間期之光週期來確立 hsp101、hsa32突變株在光照期變短下，LAT 處理後的存活率有提高之趨勢，而西方墨點法也發現 HSP101 之表現量與存活率有相同的趨勢，LAT 耐熱記憶的延續與否和 HSP101 的量息息相關。低溫降低代謝與光照期變短在存活率、西方墨點法的實驗結果相似，這顯示光照期變短可能也是透過代謝減緩，進而減少 HSP101的降解，使突變株的存活率提高。最後，花椰菜HV-427、HV-178的光週期實驗中，在進行LAT處理後，低光照下的受傷率有降低的趨勢，顯示降低光照能夠提升其耐熱性。我們期望此結果未來可應用在農業生物科技，透過更具經濟價值的方式來降低代謝進而延續LAT耐熱記憶，提升其對抗熱逆境的能力。

農藥，除了對害蟲的有效抑制之外，也對環境生態造成一定程度的影響，是否有對農作物及環境更為友善的農藥呢？本篇探討「單寧酸｣做為生物農藥的可行性，結果發現偽菜蚜體表蠟粉被破壞，單寧酸接觸後具一定程度立即致死能力，生物農藥測試組(乳化劑+油+3%單寧酸溶液)立即致死率69.5% (10min)。生物農藥測試組和噴水組之農作物質量表現，無達到顯著差異( p>0.05)，顯示生物農藥試劑對作物生長影響不大；以分光光度計分析，作物與環境土壤均無殘留，且作物易洗淨。生物農藥試劑對於不同科害蟲，以葉蟎致死率最高，為86.3%，而對蚜蟲及介殼蟲則分別為71.3%與61.6%。野外測試發現生物農藥試劑之驅蟲率，D1已達96.1%，而D2則達98%，D3達100%。吸食試驗顯示，生物農藥測試劑組對蚜蟲致死率約90%，顯示本生物農藥試劑不僅具立即接觸毒殺，也兼具長效吸食毒殺的效果。

具翅植物是一種成功適應散播的果實。槭樹果實會成對的在樹上生長，並在成熟後分開單獨落下。本研究欲了解槭樹果實成熟過程中的各階段變化、以及探討翅果單、雙翅在傳播效率上的差異性，並配合物理方面的分析。實驗結果發現單翅果之水平位移量、滯空時間、角速度皆較雙翅果大，且會受到康達效應作用，以終端速度掉落，雙翅果呈等加速度運動，故在傳播效率方面單翅果優於雙翅果。而在成長過程中槭樹翅果一開始是由合生心皮雌蕊發育而來，在成熟後產生離層，只透過心皮間柱與枝條相連，之後當心皮間柱斷裂時，雙翅果分離形成單翅果。由雙翅果較低的角速度推測其在生長過程中較為穩定。本實驗了解了槭樹翅果單翅及雙翅在不同時期對繁衍的優勢。

The Aedes aegypti mosquito is one of the main transmitters of viral diseases in countries close to the equator. This vector promotes a series of generalized endemics that are difficult to control and prevent in these regions. Furthermore, the presence of bacteria in the environment favors the proliferation of mosquito larvae, which increases the probability of Aedes aegypti reproductive success. The Araçzeiro (Psidium guineense Sw.) is a plant present throughout the Brazilian Atlantic Forest and has in its composition, especially in the leaves, several substances that can be used to solve problems. Thus, we sought to verify the activity of flavonoids and polyphenols in terms of their antibacterial potential and the performance of saponins in their larvicidal potential, as well as surfactant, in order to prevent the accommodation of the mosquito in the water at the time of egg deposition and larvae respiration. The saponins were extracted from the araçazeiro leaf using a hydroalcoholic solvent and the flavonoids/polyphenols using methanol, the latter being subsequently rotaevaporated to maintain the non-toxic nature of the extract. Through the aqueous extracts, the content of total saponins by UV-VIS spectrophotometry, surfactant activity, larvicidal activity and toxicity were determined. In relation to the ethanolic extracts, the content of polyphenols and total flavonoids by UV-VIS spectrophotometry and high performance liquid chromatography (HPLC), antibacterial activity and toxicity were determined. The results showed that the aqueous extract has a satisfactory amount of saponins, as well as a surfactant potential due to the formation of foam and larvicidal activity in the two highest concentrations of the extracts. Ethanol extracts showed phenolic acids, especially gallic and ellagic acid, and flavonoids, especially catechin and quercetin, and antibacterial activity in most of the worked concentrations. Both extracts (aqueous and ethanolic) showed a dominant nontoxic character, which favors their use without risk to the environment, having an alternative and sustainable potential for controlling the proliferation of the Aedes aegypti mosquito.

AtSAP5是阿拉伯芥中壓力相關蛋白(Stress Associated Protein)的成員之一，其表現與鹽分、乾旱、滲透壓、病毒等壓力相關。已知 SALK053644 突變株的SAP5表現量上升，此突變株的T-DNA嵌入於SAP5的3’UTR，我提出的假設是T-DNA破壞了他原本長3’UTR的NMD特性，造成SAP5的表現量改變。本研究將SAP5的3’UTR引入報導基因GFP中，利用菸草的短暫性表現了解不同3’UTR對於表現量的影響。本研究定序了T-DNA嵌入在SALK053644的位置，研究結果顯示SAP5的3’UTR受到NMD機制調控，而SALK053644的T-DNA上有一個新的SAP5多腺苷酸化位點，使用此位點的mRNA可能不會被NMD機制所降解，進而造成SAP5表現量上升。我提出三種可能的模式來解釋這樣的現象，分別是(1)T-DNA造成SAP5轉錄量上升，(2)T-DNA改變多腺苷酸化位點的使用，(3)T-DNA破壞SAP5 3’UTR後方的NMD特徵，相關的研究發現有助於了解可能影響SAP5基因表現之調控因素，也指出未來的研究方向。

GAGA 序列為生物發育重要順式作用子； BPC (BASIC PENTACYSTEINE) 則為植物特有 GAGA 結合蛋白。已知 bpc 突變體具多效性，其生理時鐘相關之發育有多重缺陷。阿拉伯芥BPC家族中 BPC1, BPC2, BPC3 為第一亞群，且 BPC 群間和群內有重疊與拮抗作用。為探究第一群 BPC 是否調控生理時鐘，本實驗以 3D 影像觀察 bpc1 bpc2、bpc1 bpc2 bpc3 及野生型之晝夜運動，並誘導 BPC 過量表現以檢測時鐘基因反應，發現 bpc 突變體之晝夜運動與時鐘節律皆有缺陷，顯示 BPC 能影響生理時鐘運行。透過一系列對第一群 BPC 突變體與過量表現植株的 RT-qPCR 檢測，可歸結第一群 BPC 是能調控生理時鐘與葉片生長的中心。

隨著越來越劇烈的天災，對農作物損害造成了許多危機。去了解植物如何對抗逆境，是刻不容緩的。田菁是台灣重要的綠肥作物，我們也常在濱海鄉村的農田看到其存在；綠豆是常用作物，在研究上與日常生活中都很常見，同樣身為豆科植物，兩者對於常見的鹽逆境的反應是否有差異呢？本研究透過比較田菁與綠豆兩種常見豆科植物，深入了解並比較其耐鹽機制。首先，在外表型上，田菁幼苗在鹽逆境下的發芽率、芽長、根長和鮮重皆有較好的生長情形。其次，鹽逆境下田菁的氣孔密度較低，進而可以減少水分蒸散。第三，在生化測試中，田菁在POD和CAT兩個酵素上，表現出更高的酵素活性。這些抗氧化酵素可以幫助植物在逆境下更容易生存。總之，田菁由於更高的抗氧化能力而具有更好的耐鹽性，並且將更多的能量用於生長更複雜的根結構。此外，我們發現田菁在根中出現中柱分離和更多的脯氨酸累積，以幫助它保持水分和遠離鹽害。上述所有機制使田菁在鹽逆境下具有更好的適應與生長。我們希望這項研究可以在未來應用於農業上，減少不可預測的環境災害造成的經濟損失。

前人研究發現在乾旱與高鹽的非生物逆境下，水稻體內的離層酸濃度上升，進而活化RePRP基因的表現，以減少水分散失渡過環境逆境。而同樣會活化RePRP基因表現的茉莉酸，是植物在對抗生物逆境時重要的激素。因此實驗中以萵苣及稻熱病菌為植物排他與植物防禦的刺激者，測試水稻的RePRP基因表現實驗，結果發現RePRP基因大量表現株會抑制萵苣的胚根及幼苗生長，推測與他種植物共同栽培時，會誘導RePRP基因表現，使水稻進行排他作用。另一方面發現當水稻被稻熱病菌感染後，RePRP基因抑制株的幼根與幼苗長度較短，而以不同濃度的MeJA處理後，RePRP基因過表現株其根部幾丁質酶的分解能力較佳，且當MeJA的濃度越高，幾丁質酶的濃度也隨之增加。因此推測真菌感染後，會誘導RePRP基因表現，造成幾丁質酶濃度增加，協助水稻抵抗真菌感染。

從實驗中得知毛氈苔可以消化分解酵母菌。同時酵母菌依據能忍受不同糖濃度的環境，又可細分為高糖酵母與低糖酵母。而高糖酵母與低糖酵母於細胞壁有結構上的差異〔1〕，因此毛氈苔在消化高糖與低糖酵母菌時出現不同的捕蟲行為。