我實驗室的研究專注在對花的傳粉生態及花瓣對稱性發育機制。

　　花的傳粉生殖是探討在大尺度下，高山植物花朵物候及哪些形態特徵(傳粉性狀)會關聯到傳粉者訪花頻率及增進傳粉效率(植物生殖成功結子率)，藉著多變量及回歸分析，了解各種植物依靠哪些關鍵性狀(如花色、形狀…)來吸引傳粉者? 以及高山生態系昆蟲與植物的交互作用關係是否穩定(傳粉昆蟲有足夠的蜜源植物種類、昆蟲有攜帶足夠的花粉為植物授粉成功)? 

　　研究花瓣的生長發育是為了解兩側對稱開花植物，為何因背、腹側花瓣能分化生長出不同特定形態而促進種化? 為了吸引專一性較高的傳粉者訪花，兩側對稱性花在物種多樣性最豐富的唇形目、菊目、豆目及蘭目都獨立演化出來，且利用相似的基因模組調控背、腹側花瓣發育。我們好奇的是在唇形目，由於兩側對稱性基因(CYCLOIDEA, 簡稱CYC)會侷現表現在背側花瓣，它的上游基因如何讓CYC專一的只表現在背側花瓣原基，又CYC開啟了哪些下游基因，使背側花瓣生長出不同於腹側花瓣的大小形狀? 了解了兩側對稱花如何控制背、腹花瓣分化發育，將可推知花傳粉性狀多樣性的變化機制，也可應用在園藝植物創造新的花形變異。 

近年研究主題

     主題一、高山生態系植物與傳粉者共演化機制

　　合歡山地區的高山植物之特殊之處在於特有率高、花期集中於夏季且與傳粉昆蟲活動時間重疊，然目前對於此現象對植物的生殖是否有利尚不甚了解。為了瞭解植物集中開花現象的生態意義，我們會透過植物柱頭表面接收的花粉組成了解植物同時開花是否有助於彼此授粉，並透過傳粉者身上攜帶的花粉數量與種類建立植物-傳粉者互動網絡，釐清二者間的互動關係是否穩固，也會進行人工授粉實驗驗證植物是否仰賴傳粉者完成生殖以及傳粉昆蟲的授粉貢獻如何，最後也會綜合以上各項實驗結果與植物的物候與形態特徵進行分析，了解植物的這些特性如何影響植物在此生態系中扮演的角色，除了增進我們對於如此獨特、珍貴且脆弱的高山生態系的理解，也期望能為其保育工作提供全新的見解。  <－ 博士班 王羿凱

　　開花植物大多需要昆蟲幫忙授粉，讓植物本身可以結子繁衍後代。從植物開始開花，昆蟲就會開始出沒，此時會有很多昆蟲前來拜訪。合歡山上樣區的植物，每年約在5月中至九月初這段時間開花，在我們的樣區中，根據我們先前的調查，約有42種，根據我們2023年的昆蟲辨識結果，目前出現在我們合歡山樣區的昆蟲有6個目，34個科。我目前的研究是希望能藉由昆蟲身上洗下來的花粉探討昆蟲與植物的互動網絡是否穩固，並且確認在熊蜂的季節性變化結束之後，是否為其他非膜翅目昆蟲幫忙進行授粉。 <－ 碩士班 洪敏郁

　　由於傳統上使用顯微鏡來鑑定花粉不只費時費力，辨識上也很容易有錯誤，因此我們會利用metabarcoding的方法來分析昆蟲身上花粉的種類與數量。藉此了解昆蟲拜訪了那些植物，來了解這個樣區的授粉網絡，分析植物與昆蟲之間的交互關係。   <－ 碩士班 黃敦楷

主題二、花兩側對稱性的發育及演化

　　CYCLODEA是造成花兩側對稱的關鍵基因，然而目前世界上並沒有關於其上游調控者的研究，而我們找到了可能的候選者BPC，為了驗證這個基因是否真的為上游調控者，我們會透過RNA interference技術抑制猴面花的BPC表現，觀察性狀變化，確認是否改變花對稱性，證實該基因可能位於CYCLODEA的調控路徑上。 <－助理江恆安

野生型猴面花(兩側對稱)與生長素抑制劑處理過的猴面花(輻射對稱)

　　因為 CYCLOIDEA (CYC) 與花朵對稱性的關聯，在個物種中被廣泛的研究；然而，學界對於 CYC 的下游模組仍所知甚少。研究室透過花朵背腹側差異表現基因揭露 CYC 與生長素調控途徑具有關聯，且其中 AUXIN RESPONSE FACTOR 3 (ARF3)  在背腹側有差異表現並且啟動子上具有 CYC 結合位點，推測 CYC 可能透過 ARF3 調控生長素進而影響花朵發育。我目前的試驗是希望能在模式物種大岩桐上釐清 CYC 與 ARF3 的調控關係。   <—大學部郭鴻霆

　　花是大多數植物的生殖器官。為了物種的延續，它已經演變成一種多樣化且複雜的裝置來吸引傳粉者。花對稱性(floral symmetry)是介導植物與傳粉者相互作用的重要特徵之一。根據對稱的類型，花對稱可以大致分為兩側對稱型(zygomorphic flower/bilaterally symmetrical flower)和輻射對稱型(actinomorphic flower/radially symmetrical flower)。一般而言，兩側對稱花(如大岩桐)的花瓣具有三種型態：背瓣、側瓣及腹瓣；而輻射對稱花(如百合)則花瓣型態相似。迄今為止，花對稱性建立的分子機制已在被子植物中得到廣泛研究，所得的結論是，至少在核心真雙子葉植物(core eudicots)中，TEOSINTE　BRANCHED1/CYCLOIDEA/PROLIFERATING CELL FACTOR (TCP)轉錄因子在決定花瓣背腹分化上，扮演著關鍵性的角色。值得注意的是，大岩桐背、腹側花瓣轉錄體分析顯示，許多生長素相關基因，如:auxin response factor3(ARF3)，在背瓣中有較高的表現。進一步的啟動子分析顯示，大岩桐ARF3啟動子上，具有兩個TCP-bind sites。目前，我們正利用酵母菌單雜交法(yeast one hybrid)來檢視，TCP是否透過直接調控ARF3的表現，來決定花瓣的背側化。
<—博士後研究員 陳鴻吉

主題三、花辦綻放的力學及生理機制

　　開花是花瓣細胞不可逆的形變，造成形變背後的動力讓我非常好奇，因此我的研究主要有兩點目標：1. 建立測量活體植物細胞膨壓的方法、2. 確立花開時花瓣受力形變的力學機制。期望能夠不僅在數學模型上解釋膨壓對植物細胞的影響，更能透過實驗量化的方法解釋植物器官形變的現象。<—碩士班王啓恩