中华民国第49届中小学科学展览会作品说明书41101

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1、中華民國第49屆中小學科學展覽會作品說明書高職組農業及生物科技科最佳團隊合作獎091406日本菟絲子與平原菟絲子寄生現象之觀察學校名稱：國立員林高級農工職業學校作者：指導老師：職二洪婉玲沈競辰職二徐玟君職二曹珞盈職二蔡易晏關鍵詞：寄生、吸器、寄主日本菟絲子(CuscutajaponicaChoisyvar.japonica)與平原菟絲子(C.campestrisYunck.)寄生現象之觀察壹、摘要菟絲子屬於高等寄生植物，危害農業作物，其特殊的寄生方式與其他綠色自營性植物非常大的差異，具有特殊的科學研究價值。菟絲子會產生特殊

2、的吸器（haustorium）侵入寄主體內奪取生活所需的養分及水分。本研究經由現場調查、斷莖及種子培養台灣近年來中部地區頗為猖獗的日本菟絲子（CustutajaponicaChoisyvar.japonica）與平原菟絲子（CustutacampestrisYunck.）以瞭解其生活史，發現極為獨特的自體寄生及重複寄生現象，日本菟絲子主要是由斷莖傳播；平原菟絲子主要由種子傳播。使用石蠟切片發現兩種菟絲子都會產生特殊的一群分生細胞，稱為刷狀細胞侵入寄主組織連通至寄主維管束奪取寄主水分及養分。貳、研究動機一年級時，在一次上學途

3、中經過學校附近的萬年巷，發現一群很特殊的黃色細絲覆蓋纏繞在路邊的樹木上（圖1），非常好奇，到校後詢問老師，才知道這就是最近幾年常登上報紙及媒體版面的寄生植物-日本菟絲子，日本菟絲子近年來在中部低海拔地區極為猖獗。日本菟絲子台灣最初於1990年由廖國英博士南投縣東埔溫泉附近發現，後來於2004年在台中縣太平市發現寄生在山黃麻和構樹等原生樹木上，在2005年經靜宜大學生態所楊國禛教授報導後，引起各界關注。2007年大台北地區也發現了日本菟絲子的蹤跡；2008年發現了有6處地區遭日本菟絲子入侵，主要分布在文山區，蔓延迅速，對農作

4、物及行道樹造成非常大的威脅。其特殊的寄生生活方式極具科學研究價值，但在台灣有關日本菟絲子的研究尚少，因此與老師討論後進行相關研究。教材相關單元：高職基礎生物第一章：生命的共同性與多樣性高職基礎生物第二章：植物的生理；第五章：生物與環境參、研究目的菟絲子屬於寄生植物，會造成寄主植物的衰弱及死亡，在植物病理學上，將菟絲子列為植物病原。病害的傳播必須有『病原』；『寄主』；『傳播媒介』，三者缺一不可。本研究主要是調查日本菟絲子與平原菟絲子此兩種植物在其生態特性、並探討寄生前後寄主組織的形態變化等，期能提供基礎資訊，作為病害防治等研

5、究之參考。3肆、研究設備及材料器材及工具名稱用途一、數位照相機（Canon40D）紀錄日本菟絲子實驗基地連續照片二、高枝剪摘取高處日本菟絲子枝條三、解剖顯微鏡（含電腦與影像捕捉卡）觀察並拍攝花朵構造四、光學顯微鏡（含電腦與影像捕捉卡）拍攝石蠟切片五、測微卡尺測量花朵及枝條粗細六、石蠟切片藥品及切片機等相關設備進行埋蠟切片以觀察寄生部位的顯微構造。七、絹網、剪刀、繩子、鑷子日本菟絲子人工授粉套袋使用八、穴盤、栽培土、花盆扦插繁殖南美蟛蜞菊九、培養皿、濾紙平原菟絲子種子發芽實驗伍、研究項目一、基礎資料收集：收集菟絲子文獻、生長

6、性狀、分佈等基礎資料。二、生態調查：自2008年3月起至2009年03月止，於南投縣、台中縣、彰化縣調查這兩種寄生植物在中部的地理分佈及寄主種類及危害寄主情形。並自野外採取日本菟絲子枝條（圖2）及平原菟絲子種子帶回學校培養以便長期觀察。三、外部形態及寄主組織形態之觀察:觀察此兩種植物的外部形態特徵．紀錄及照相佐證。寄主組織形態的觀察，係取其入侵寄主的部位，以製成永久切片的方式，用顯微鏡觀察，並照相記錄。寄主的選擇南美蟛蜞菊、茄苳為解剖視察的材料。此外，亦對此兩種植物之間相互寄生的情形，做解剖觀察。伍、研究方法一、生態調查：

7、（一）本次研究於野外調查，共調查南投縣中寮鄉清水國小（N23°56´4〞E120°47´3〞海拔270公尺）；南投縣埔里鎮中山路市街（N23°58´05〞E120°57´36〞海拔443公尺）；埔里鎮水尾國小（N23°59´56.6〞E120°55´47〞海拔447公尺）；南投市南投高中對面長青公園（N23°54´34.1〞E120°40´53〞海拔109公尺）；台中縣霧峰鄉省諮詢委員會後方產業道路（N24°03´31.6〞E120°42´28.6〞海拔107公尺）；霧峰鄉中投公路（N24°03´46.8〞E120°39´

8、55〞海拔45公尺）；太平市黃竹國小（N24°05´07〞E120°45´00〞海拔156公尺）；彰化縣員林鎮萬年巷（N23°56´33〞E120°34´54〞海拔30公尺）；芬園鄉貓羅溪畔（N24°00´51〞E120°38´09〞海拔54公尺）；台中市健康公園（N24°07´413〞E120°40´