熱逆境反應是普遍存在於生物界中，從原核生物到酵母菌、果蠅、植物、人類等都存在，是一種具高度保留性的生命現象。許多證據都支持熱逆境下所新產生的熱逆境蛋白質，可以用來保護細胞免受高溫或其他逆境之傷害。植物因無法自由遷移，所以當面臨高溫逆境時，勢必演化出較動物複雜的機制以便能適應此逆境，而植物如何抵抗逆境的機制，一直是我們想要了解的課題。 

(1)
　　當生物體處於高溫逆境，會誘導熱休克蛋白質(HSP)的生成，避免細胞受到熱逆境的傷害，稱之為熱休克反應(HSR)，此反應受到熱休克轉錄因子(HSF)之嚴格調控，為所有生物體共通的現象。阿拉伯芥的 HSF 結合蛋白(HSBP)表現於各個組織並受 HS 調節，缺陷後會導致提早開花及種子的發育不良，可能與調控胚胎發育有關。HSBP 表現於細胞質，由 HS 回復到正常情況下會由細胞質轉移到細胞核內，但熱恢復後的細胞核則偵測不到 HSBP 的表現。HSBP 本身可形成三聚體也會與 HSF 交互作用，降低 HSF 的轉錄活性。研究指出 HSBP 在 HSR 中扮演負向調控者且與對於種子發育及產量具重要性。 

(2)
　　我們的研究發現阿拉伯芥熱休克因子(Heat Shock Factor, HSF)中的 HSFA6b 功能與ABA 調控因子具有密切相關，HSFA6b 和AREB1 一起活化 DREB2A 的表達，藉此協調溝通 ABA 相關及熱逆境反應(HSR)相關基因的表現，我們以簡圖展示了一個新的訊號傳遞模型，將 ABA 和熱逆境反應的訊號路徑結合在一起。黑色和橘色箭頭代表已知的路徑，被強調的綠色圈圈和藍色箭頭說明一個新的 ABA 訊號傳遞路徑結合熱逆境反應的網絡。

(3)
　　果膠(pectin)是初級細胞壁的主要成分。在高基氏體中合成後以高度甲基酯化形式輸出到細胞壁，然後被果膠甲基酯酶(PME)移除部分的甲基酯基以進行細胞壁修飾作用。本實驗室以高溫進行阿拉伯芥PME 基因家族突變株的耐熱性狀試驗，發現 PME34 突變株出現存活率相較於正常植株低。後續研究發現 PME34 會在保衛細胞中大量表現，同時 PME34 的轉錄會受到 ABA 誘導表現。當面臨熱逆境時，PME34 會藉由細胞壁修飾調控氣孔開合，讓阿拉伯芥能夠對抗熱逆境。

　　超氧自由基，是所有生物在正常有氧代謝過程中自然產生的活性氧分子，會造成氧化逆境，產生連鎖反應，破壞細胞，是老化及疾病的元兇。超氧岐化酶為超氧自由基的清除者， 可解除氧化逆境。超氧歧化酶依其鑲嵌金屬的不同，可分成銅鋅、鐵及錳超氧岐化酶。這些金屬輔酶為超氧歧化酶活性所必須，但皆為過渡金屬，若為游離態時會造成細胞的傷害。針對這些金屬離子兩極化的需求，預測細胞中應有專一性的金屬鑲嵌蛋白的存在，並認為超氧歧化酶需經由這些鑲嵌蛋白的作 用，將這些離子傳遞至超氧歧化酶而使其活化。我們利用分子遺傳學方法，分離、鑑定並探討這些金屬鑲嵌蛋白分子之生化特性。期望研究的成果能提供更多活化超氧歧化酶之重要線索，也提供細胞中金屬離子衡定之相關訊息及想法，希望能增強植物的抗氧化能力及延緩老化現象。

　　實驗室研究確立了伴護蛋白 20(CPN20)具鐵離子鑲嵌能力活化葉綠體中之鐵超氧歧化酶，此功能參與蛋白質伴護系統之功能截然不同，為一獨立之新功 能。CPN20 之研究成果對於鐵超氧歧化酶的活化機制、葉綠體中蛋白質伴護系統以及葉綠體發育之間提供了一個重要的連結。

近年研究主題

• 植物熱休克蛋白質及熱逆境

• 植物超氧岐化酶及抗氧化機制

• 功能性基因體調控植物生長及發育