生命科學專業學院—生命科學系
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本系學士班之教育目標為「培育優良之生物科教師及生命科學研究人才」雙軌並行。
因應少子化的衝擊，本系調整相關員額及教學資源之分配，在課程設計及學習活動上，特別注重學生基礎學識、研究能力和研究方法的訓練，使學生可依個人志趣作學習規劃，畢業後有更寬廣的出路。
本系碩、博士班之教育目標則以「培養生命科學研究人才」為主，並兼顧師資培育，故課程設計及學習活動以培養獨立研究能力為主要目標。
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Item 鬼基因滲入可能是造成斯文豪氏蛙（Odorrana swinhoana）複合群粒核不一致的潛在原因(2023) 沈敬家; Shen, Chin-Chia由於有著不同的演化特性，粒線體和核基因有時會發生不一致的演化趨勢。這種現象稱為粒核不一致(mitonuclear discordance)，並經常造成親緣關係分析過程中的矛盾。核粒不一致的現象中經常可見劇烈的粒線體基因分化(deep mtDNA divergence)，目前已有數種理論解釋這樣的演化事件，例如不完全譜系分選、性別偏差的播遷、或是鬼基因滲入(ghost introgression)。若現今的物種中含有來自已滅絕物種的基因滲入即可定義為鬼基因滲入，這是近年演化學界中備受關注的議題，也可透過演化模型和特定基因組中的訊息來進行檢定。在本研究中，我利用粒線體基因和限制酶位點標定定序(RADseq)分析斯文豪氏赤蛙複合群的粒核不一致現象；這個複合群包含了斯文豪氏赤蛙、宇都宮臭蛙以及一個位在台灣東部的斯文豪氏赤蛙族群，三者有著分化差距大的粒線體基因。RADseq的資料顯示所有的斯文豪氏赤蛙間有著相近的親緣關係，然而粒線體基因則顯示台灣東部的斯文豪氏赤蛙族群位於整個複合群的最基群，代表現今的斯文豪氏赤蛙並不是一個單系群。透過演化族群動態模型和基因組中的族群分化，我們推測台灣的東部曾經存在一個擁有特殊粒線體基因的臭蛙屬物種，但西部的斯文豪氏赤蛙在向東擴散的過程中將其取代，而在分布重疊的區域中留下該物種的粒線體和少數核基因。這是兩棲類發生鬼基因滲入的第一篇研究，也顯示鬼基因滲入在自然界中的存在可能被低估。如果光靠粒線體基因進行物種界定或是親緣關係重建，可能會得到偏頗的結果，需加入一定數量的核基因才能更全面地描繪物種的演化進程。Item 蠶蛾科之起源、演化及其生物學研究(2022) 林容諄; Lin, Rung-Juen馴化已久的家蠶(Bombyx mori)(Lepidoptera: Bombycidae)，是鱗翅目的模式物種之一，為第一個完成全基因組序列定序(genome sequence)的鱗翅目物種。由於家蠶結繭的蠶絲及蠶絲的副產品擁有重要的經濟價值，根據文獻記載早在5000年前就開始被人類馴養利用，目前有超過1000種以上的品系。近年結合分子數據證據透過馴化品系之間的基因組關係研究顯示，家蠶(B. mori)是由野蠶(B. mandarina)所馴養而來，與歷史文獻紀錄吻合，透過絲路分別傳往世界各地。儘管家蠶研究深入，然而蠶蛾科內其他與蠶蛾近緣物種的研究資料十分缺稀，例如多數的蠶蛾科物種沒有完整的生活史資料，蠶蛾科內不同屬之間的關係尚未釐清，幼蟲取食桑科(Moraceae)桑屬(Morus)或榕屬(Ficus)植物的演化情形未知，且蠶蛾科的分布起源仍然充滿疑問。本研究取樣所有文獻記錄地區之蠶蛾科樣本，囊括亞洲、南美洲、非洲、澳洲及東南亞地區，研究結果簡述如下：1) 採集、飼養蠶蛾科物種、記錄其生活史資料包含寄主植物、卵的排列方式、初齡幼蟲之原生毛序、繭的結構與色型等；2) 以6個基因(1個粒線體基因與5個核基因)序列資料建構可靠的蠶蛾科親緣關係，結果顯示蠶蛾科可分為南美洲新世界亞科Epiinae與亞洲古北區舊世界亞科Bombycinae兩個亞科，屬級關係中除Bivincula與Gunda為併系群，其餘屬為單系群；3) 根據幼蟲的寄主植物記錄與分子數據建構的親緣關係樹進行特徵演化模擬，推測利用桑科榕屬做為寄主植物為祖徵，而利用桑科桑屬植物則為較晚近演化出來的結果；4) 利用新建構之分子親緣關係樹結合化石、地質年代與分子鐘估算物種分化時間，重建蠶蛾科之生物地理歷史事件，估算蠶蛾科約在6千1百萬年前於岡瓦那大陸(Gondwana)出現，約在5千1百萬年前分化為新世界與舊世界兩大亞科；分析顯示，Bombycinae的祖先約在4千6百萬年前經由一次澳洲至亞洲的擴散事件(dispersal)形成現今物種在東南亞及亞洲的分布；而後又再經由一次的擴散事件，從亞洲擴散至非洲地區。Item 臺灣產蜘蛛抱蛋屬植物之系統分類研究(2021) 楊明真; Yang, Ming-Jen蜘蛛抱蛋屬(Aspidistra)植物於全世界約170 多種，被認為是目前單子葉植物中物種增加最迅速的類群之一。長期以來，臺灣產蜘蛛抱蛋屬多被處理為三個分類群，但部分類群的區分仍有學者持有不同觀點。此外，過往對本屬植物的分類均以形態特徵為主，隨著分子生物技術的迅速發展，分子標記已成為分類學研究有效的分析方法，然而臺灣產蜘蛛抱蛋屬目前仍未有針對不同類群遺傳分化的研究與完整的物種親緣關係探討。本研究以 Lu et al. (2020) 的分類研究結果為假說，使用轉錄組分析(RNA-seq)釐清本屬物種間的親緣關係，再利用形質分析評估不同類群之間相對重要的特徵，以微衛星分子標記探討不同類群之間的遺傳組成。首先，親緣關係結果顯示臺灣本屬物種為一單系群，其中大武蜘蛛抱蛋(A. daibuensis)的東部群最早形成，而薄葉蜘蛛抱蛋(A. attenuata)為最晚分出的類群；且物種分群與假說一致，大武蜘蛛抱蛋的東部群與南部群為不同的兩類群。其次，形質分析結果中，花部特徵的柱頭角度、花藥著生高度、裂片的寬度以及雌蕊長與雄蕊著生高度比值可做為區別特徵。長藥隔蜘蛛抱蛋(A. longiconnectiva)與大武蜘蛛抱蛋東部群具有相似的遺傳組成，與親緣關係分析結果，長藥隔蜘蛛抱蛋與霧社蜘蛛抱蛋(A. mushaensis)有較接近的親緣關係不一致。最後，結合親緣分析、遺傳結構分析與形態分析結果顯示大武蜘蛛抱蛋之東部群與南部群為不同的兩類群。本研究確認臺灣產蜘蛛抱蛋屬應包含五個類群，並建議將大武蜘蛛抱蛋的南部群處理為新的分類群。Item 鱗翅目刺蛾科幼蟲之刺與警戒色的起源與演化(2020) 林育綺; Lin, Yu-Chi各式各樣防禦捕食者的策略在世界各地各類生態系出現，可見捕食是顯著而重要的演化驅力。在多樣的捕食策略中，刺是顯而易見的防禦策略，並且許多生物用以對抗天敵。鱗翅目的刺蛾幼蟲以多樣化著名且不同齡期間刺的形態會改變，正好適合作為研究防禦機制與其他特徵演化的材料。本研究第一章概括介紹刺蛾科的命名、生活史與分類處理狀況。第二章以飼養經驗與前人研究歸納多樣的刺蛾幼蟲類型，記錄種內不同齡期間刺形的變異情形，並且以電子顯微鏡比較其他防禦機制—刺毛—在刺蛾、毒蛾與枯葉蛾幼蟲的異同。第三章基於第二章的結果探討刺於刺蛾科內的演化。過去關於刺蛾的親緣關係研究主要基於美洲的樣本，其曾推論刺蛾之刺為單一起源並且無刺型幼蟲為祖先型。此推論與更早提出的假說相反，且刺蛾為廣分布的物種，加入其他地理區之樣本後結果不一定相同。因此，本研究第三章，首先取來自亞洲、澳洲、北美與南美的45個內群與8個外群之五個基因片段建立親緣關係樹，其後分析刺的特徵演化。研究結果顯示刺為單一起源，並且無刺型幼蟲多次獨立由有刺型幼蟲平行演化而來。本研究第三章，利用第二章所得之親緣關係樹進一步探討刺與警戒色的演化關係。根據前人研究，警戒色的防禦可分為公開防禦與不公開防禦。在公開防禦的警戒色演化方面，過去的研究曾提出不同的假說：警戒色演化出來之後，在刺的投資上可減少；由於刺的防禦屬於公開防禦，因此不需演化出強烈的警戒色；即使有刺為次級防禦，若演化出強烈的警戒色，仍會因為較易被天敵發現而使適存度下降。本研究以特徵演化探討刺的防禦強度與警戒色的對比強度之間的演化關係，結果顯示防禦強度增強，警戒色也隨之增強，除此之外本研究結果支持「警戒色演化出來之後，在刺的投資上可減少」之假說。Item 大山蝸牛屬及台灣山蝸牛屬之種化事件與山蝸牛科之系統發育學研究(2008) 李彥錚; Yen-Chen Lee全世界約有300種山蝸牛，分屬於四個亞科，然而他們的系統發育學尚未明瞭。為了瞭解山蝸牛成員間的親源關係，本研究以COI及16S rRNA研究台灣及其鄰近地區10屬32種山蝸牛的親源關係，結果顯示Cyclophorus, Cyclotus, Leptopoma,及Platyrhaphe是單系群，傳統分類上的Japonia是複系群，其中有部分Japonia的成員應被劃分至新屬Pilosphaera。此外本研究發現二新種分別是 Pilosphaera yentoensis n. sp.及Japonia boonkioensis n. sp.。另外確定C. micron, C. ogaitoi, C. iota and C. taiwanicum 均屬於Cyathopoma屬而非Cyclotus屬。 台灣共有10屬29種山蝸牛，其中佔據相類似之生態棲位(niche)之Cyclophorus及Cyclotus 恰巧都有南北二型，分別分布於台灣南部及北部。為了研究這個現象本研究分別以Japonia 及Pterocyclus作為 Cyclophorus 及Cyclotus的外群來研究Cyclophorus 及Cyclotus的系統發生學關係。 台灣之Cyclophorus的COI及16S rRNA的基因樹都顯示明顯的地理結構，分布於台灣成環形結構，再台南附近二極端族群交會，鄰近族群間有限度的基因交流，二極端族群間幾乎無基因交流，推測Cyclophorus是一環種(ring species)。PLS分析顯示， Cyclophorus有稜殼型多發生於溫暖穩定的氣侯型態，此種殼形可能有利於在植被濃密的環境中爬行的適應有關。 在傳統的分類Cyclotus taivanus包含五個亞種，以COI及16S rRNA的分析顯示：Cyclotus的基因樹呈現明顯的雙演化支系，而將Cyclotus taivanus的所有亞種分成AB二群，A群為adamsi，因其與B群的遺傳距離已達山蝸牛科種階層的差異，因此應將adamsi提升為種。B群包含其他所有亞種。由PCA分析得知A(亦即C. adamsi)、B(包含C. t. dilatus, C. t. diminutus, C. t. peraffinis及C. t. taivanus)二群的棲地氣候不同，A為冬雨夏乾，B為冬乾夏雨，AB二群對環境的不同適應(天擇)，可能為促成二者累積遺傳變異的原因，因此造成種化。 Cyclophorus與Cyclotus是台灣中大型的山蝸牛，二者都廣泛分布於台灣，外殼都有許多變異，更佔據這相似的生態棲位。然而二者的演化歷史卻不盡相同，這說明即使是有相同的分布環境，受相同地質事件的影響，利用類似生態資源的二生物，即便是非常微小的差異，也會造成不同的演化歷史。Item 台灣及鄰近地區鈍頭蛇屬系統分類研究(2011) 游崇瑋; Chung-Wei You鈍頭蛇科（Pareatidae）是近年由黃頷蛇科（Colubridae）中獨立的類群，由於擁有特化的食蝸食性，在生態、行為與演化上均具有高度的研究價值。在20世紀早期，Van Denburgh以及牧茂市郎先後發表台灣鈍頭蛇（Amblycephalus formosensis）以及駒井氏鈍頭蛇（A. komaii），兩者皆為台灣特有種。其後在1931年經歷了分類變革，鈍頭蛇屬的學名從原先的Amblycephalus改成Pareas。1997年，日籍學者太田英利教授認為台灣只產有一種鈍頭蛇，而根據命名法則稱作較早發表的名稱：台灣鈍頭蛇（Pareas formosensis）。然而，近來我們發現台灣的鈍頭蛇中存在著不連續的外部型態差異，顯見此類群在分類上仍有待釐清。為了探討台灣及鄰近地區鈍頭蛇的系統分類及演化關係，我們同時進行外部型態的檢測及遺傳的分析，並納入產於沖繩的八重山鈍頭蛇（P. iwasakii）進行比對。外部形值方面，我們記錄了身長各項比例、鱗脊、鱗片數量、眼色等數據。遺傳標記方面，則利用PCR增幅粒線體cytochrome b及核染色體的c-mos基因片段，並利用序列建構親緣關係樹。結果從粒線體DNA的序列中發現台灣至少存在三個遺傳上差異明顯的系群，彼此並不成為單系群。其中，台灣鈍頭蛇（P. formosensis）和漢氏鈍頭蛇（P. hamptoni）聚合為遺傳距離非常相近的一群，屬同種範圍。根據漢氏鈍頭蛇的原始描述文獻，我們發現漢氏鈍頭蛇和台灣鈍頭蛇在背部鱗片上有些許差異，據此我們建議將台灣鈍頭蛇歸於漢氏鈍頭蛇的一個亞種（P. hamptoni formosensis）。由核染色體的遺傳標記顯示台灣島內的鈍頭蛇即使處於共域分布的地區，也完全沒有任何的遺傳交流，而且三者均具備可資明顯鑑別的外部形態特徵。由於多組證據相互吻合，我們認為台灣的鈍頭蛇總共存在三個有效的分類群。比對正模標本的外部形值之後，我們認為駒井氏鈍頭蛇應該回復為一個有效種，意即，台灣目前存有三種鈍頭蛇：漢氏鈍頭蛇台灣亞種，駒井氏鈍頭蛇，以及一個未發表的隱藏種。Item 台灣高山六倍體蠅子草屬植物之起源與演化(2012) 施福隆; Fu-Lung Shih分佈於台灣高海拔山區的三種蠅子草屬特有種植物，分別是玉山蠅子草（Silene morrisonmontana var. morrisonmontana）、禿玉山蠅子草（S. morrisonmontana var. glabella）及蓬萊蠅子草（S. formosamotana），此三者形態相似且部分基因片段有相同之單套型故合稱為玉山蠅子草複合群。此三種均為六倍體，根據分佈地點及形態特徵推估其起源親本可能是：一、亦分佈於台灣的四倍體近緣種女蔞菜（S. aprica）和堅硬女蔞菜（S. firma）；二、形態相似且同屬玉山蠅子草組（sect. morrisonmontanae）的湖北蠅子草（S. hupehensis），柳葉蠅子草（S. salicifolia）及劍門蠅子草（S. tubiformis）；但若玉山蠅子草複合群是在台灣島外或是經由異源多倍體化而形成，則其起源親本亦有可能會是其他的物種。本研究利用實際採集於台灣的材料及下載自基因庫裡親緣相近類群的序列資料，以三個葉綠體基因片段（matK、rps16和psbE到petL之中間片段）及兩個核內基因片段（RPD2a和RPD2b）為分子標記，透過分子親緣樹的建構及親緣地理的分析來釐清玉山蠅子草複合群的起源親本，並推測其起源可能的時間與空間背景。 本研究結果顯示五個基因片段在玉山蠅子草複合群的三個物種間存在數個相同的單套型，且所得之單套型在分子親緣樹中都同位於一個中度到高度支持的支序上，由此可以確認玉山蠅子草複合群是由單一起源事件而來，推估是晚近才分化成現今三個形態有所差異的物種；而兩個核內基因片段的單套型則各自皆落在兩個不同的支序上，故可得知玉山蠅子草複合群是由不同類群雜交而來的異源多倍體。結果中不論島內分佈的女蔞菜、堅硬女蔞菜，還是形態分類上同組的湖北蠅子草及柳葉蠅子草，其單套型在五個基因片段的親緣樹裡皆位於與玉山蠅子草複合群不同之高度支持的支序上，顯示上述四個物種都不是玉山蠅子草複合群的親本物種。 在與玉山蠅子草複合群處於同一支序的類群中，並未發現有完全吻合之較低倍體數的親本物種，推測其可能已經滅絕或是未在本次研究的採樣類群之中，雖則在rps16和psbE/petL中間序列結合片段的結果中，囊謙蠅子草（S. nangqenensis）有可能是玉山蠅子草複合群的母系親本，但因缺乏其核內基因及倍體數的資料故無法進一步確認；無論是從葉綠體基因片段或是核內基因片段其中一型，都可發現玉山蠅子草複合群的母系親本近緣種大多分佈在青藏高原，而其父系親本近緣種在RPD2a的結果中則大多分佈在東北亞，故其起源可能是透過這兩地物種族群的雜交多倍體化而來；另外可能是異源四倍體的喜馬拉雅蠅子草（S. himalayensis）推估應是玉山蠅子草複合群同母異父的姐妹種，而玉山蠅子草複合群的母系親本則可能是應為異源四倍體的隱瓣蠅子草（S. gonosperma）之父系親本。Item 台灣產唐松草屬之親緣關係與傅氏唐松草複合群之系統分類(2011) 李香瑩; Hsiang-Ying Li台灣產唐松草屬(Thalictrum)植物根據台灣植物誌第二版處理成六個分類群，除了T. sessile外，其餘類群在中國植物志的處理中分屬叉枝唐松草組(Sect. Leptostigma)及唐松草組(Sect. Tripterium)。本研究從外部形態、生態與地理分布及分子親緣分析等各方面對台灣產唐松草屬植物重新進行分類研究。綜合結果顯示台灣植物誌紀錄為微毛爪哇唐松草的類群為一新種，暫定名為能高唐松草(Thalictrum nokoensis H. Y. Li sp. nov)。利用核DNA ITS片段及兩個葉綠體DNA matK、trnL-F片段之分子序列資料所建構之本屬植物親緣關係樹，結果顯示台灣的類群可以分為兩支序，一個支序包含T. rubescens、T. urbaini var. urbaini、T. urbaini var. majus，此三者在分子上關係不明，但形值分析結果顯示萼片長、果柄長和瘦果長為三者主要的區分特徵；另一支序則包含其餘類群，此一結果不支持中國植物誌在屬下階層的處理，顯示本屬依形態建構的屬下分類系統有進一步檢討的必要。 根據第一部份結果，本研究第二部份中將T. rubescens、T. urbaini var. urbaini、T. urbaini var. majus合稱為傅氏唐松草複合群，利用分子標記探討此複合群的遺傳分化程度。由核DNA合併三個葉綠體DNA片段所獲得的單套型來看，其分布模式與地理位置不具相關性。最小關聯網狀圖(minimum spanning network)顯示傅氏唐松草複合群之單套型彼此均為姐妹型(sister haplotype)，加上不同類群擁有相同的基因型，本研究推論本複合群可能在近期產生分化，尚處於支序排列不完全(lineage sorting incomplete)的狀態。Item 重建翠灰蝶族的系統發育及食性演化(2010) 林佳宏灰蝶科中的翠灰蝶族(tribe Theclini)蝴蝶目前在世界上已知186種，主要分布在東亞。目前翠灰蝶的屬級分類群目前仍缺乏明確的定義，以致不同研究者間迄今仍常使用不同的屬概念，造成翠灰蝶的高階分類上的不穩定。因此本研究重建翠灰蝶的親緣關係樹並進一步探討其食性演化。 本研究蒐集到內群29屬60種，外群6屬9種，共計107個樣本，另外下載National Center for Biotechnology Information((NCBI)的序列資料共6屬10種。根據 粒線體DNA的COI及COII基因以及核DNA的Ef-1α基因，利用最大減約法、最大概似法以及貝氏推論分析去進行親緣關係樹的建構。 結果顯示，翠灰蝶族為一個單系群，且多數結果支持翠灰蝶族可以再分成三個單系群；檢驗各屬是否為單系群，發現本研究33屬中有Chrysozephyrus、Shirozuozephyrus、Teratozephyrus、Euaspa及Ussuriana等5個屬並非單系群，根據親緣關係樹的結果將Shirozuozephyrus屬合併入Chrysozephyrus屬，將Fujiokaozephyrus屬及Uedaozephyrus屬併入Teratozephyrus屬。針對許多新屬的成立及過多單屬單種的問題，結果發現大多數這類的屬可能均有其存在的必要性。在種的階層上，根據物種間相當低的遺傳距離以及翅膀紋路、交尾器的相似性，推論Cordelia comes與Cordelia wilemaniella以及Chrysozephyrus hisamatsusanus與Chrysozephyrus splendidulus分別為同一種。在食性演化的探討方面，推測翠灰蝶的祖先利用的植物應該是殼斗科，而其他植物的利用情形應該都是由利用殼斗科植物去演變過來的。Item 探討台灣映山紅組杜鵑的親緣關係(2009) 鄭杏倩; Cheng Hsin-Chien台灣的映山紅組杜鵑花（Rhododendron sect. Tsutsusi），約十個物種，外表形態上皆極為相近。這些形態相近的類群中，除了唐杜鵑（R. simsii）之外，都屬於台灣特有種，許多例子指出，物種在新形成的年輕島嶼中常有快速演化，進而種化的現象。台灣的映山紅組杜鵑花特有種的比例如此高，加上台灣屬於年輕型島嶼，推測這些形態極為相近的杜鵑可能是近期快速演化的結果。本研究利用母系遺傳之葉綠體基因matK和trnK的內顯子（intron）片段以及核基因RPB2-i intron 2和ITS片段，探討台灣產杜鵑花屬映山紅組植物的親緣關係及演化歷史。 葉綠體基因matK和trnK intorn片段建構的親緣關係圖結果，將台灣映山紅組杜鵑花歸為主要的三群；RPB2-i intron 2片段建構的基因樹將十種杜鵑花歸為主要的兩大群，此片段中除了R. oldhamii以外，其他種類RPB2-i基因片段都帶有兩個copies的現象，且 R. rubropilosum的不同copy分別歸到不同的兩個大群中；而ITS片段所建構的親緣關係圖在本組杜鵑中無解析力。以上親緣關係結果、加上R. rubropilosum的遺傳歧異度最高，再加上共祖時間的計算比較，確認R. rubropilosum為一雜交起源種。 利用葉綠體以及多copy的核基因片段，本研究最後將台灣映山紅組的十種杜鵑花歸為四群：第一群包含R. simsii、R. longiperulatum、R. nakaharai、R. kanehirai和R. noriakianum；第二群包含R. taiwanalpinum、R. breviperulatum和 R. lasiostylum；第三群為R. oldhamii；第四群為 R. rubropilosum，此結果與Yamazaki(1996)形態分類研究結果比較，除了R. rubropilosum在本研究中發現為一獨立的雜交起源種之外，其他物種的親緣關係與其形態的歸群結果相吻合，因此配合分子研究的結果，更能詳盡的解釋台灣映山紅組杜鵑花的親緣關係。 最後，以本研究結果推測台灣映山紅祖杜鵑花可能有三個以上的來源，但由於未蒐集到此組分布在鄰近地區的物種，所以此推測的證據並不足。未來若想要探討台灣映山紅組杜鵑花的更詳盡的演化歷史，應詳盡蒐集此組杜鵑花所有的物種以及使用，才能更進一步的了解台灣映山紅組杜鵑花起源與分化。