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以葉綠體基因組之非密碼區及核核糖體DNA之序列探討臺灣地區鬼針草(Bidens Pilosa L.)之遺傳多樣性
(國立臺灣師範大學生命科學學系, 2007-12-??) 蔡麗琴; 廖培鈞; 謝幸媚; 李俊億; 王震哲
根據臺灣植物誌之記載鬼針草(Bidens pilosa L.)於臺灣地區共有三個變種，分別為大花咸豐草(B. pilosa var. radiata)、小白花鬼針(B. pilosa var. minor)及白花鬼針(B. pilosa var. pilosa)。本研究採集此三個變種共11個族群161株個體，加上7株當控制組的鬼針舅(Bidens biternata)共168個樣本，分別進行ITS1、 5.8S及ITS2等三個細胞核核糖體DNA (nrDNA)的基因位與trnL intron及trnL-trnF IGS等兩個葉綠體(cpDNA)的基因位之序列分析，將nrDNA之三個基因位及cpDNA之兩個基因位之序列分別合併再進行排比後其序列長度分別為637及799 bp，本研究即以此排比後之nrDNA及cpDNA序列進行此三個變種間、變種內、族群間及族群內等不同階層之遺傳多樣性及基因交流之探討。根據核苷酸變異位點(S)、序列型(H)、基因型歧異度(gene diversity，Hd)、核苷酸歧異度(nucleotide diversity，π)、遺傳歧異度（genetic diversity，θ）等相關指數顯示nrDNA其遺傳多樣性均遠高於cpDNA。至於族群內及變種內之遺傳分化程度(FST)為大花咸豐草＜小白花鬼針＜白花鬼針，而基因交流值(Nm)則反之（大花咸豐草＞小白花鬼針＞白花鬼針）。AMOVA分析之結果顯示Bidens pilosa遺傳變異的主要貢獻為族群內個體間的變異，於nrDNA及cpDNA均佔50 ％以上，其次則為變種間及變種內族群間的遺傳變異所致。大花咸豐草與其他兩變種間的基因交流程度遠低於白花鬼針與小白花鬼針之間的基因交流值，極可能較早歸化的白花鬼針與小白花鬼針間已出現明顯的雜交現象，至於較晚歸化的大花咸豐草與此二變種間的雜交現象則可能尚不明顯。
兩種臺灣特有薑屬植物的族群遺傳結構及區域性適應
(2020) 呂欣蓓; Lu, Hsin-Pei
研究物種在異質性的地景環境中的地理空間分布及遺傳結構之間的關係是重要的，這有助於了解物種如何適應不同天擇壓力以及牽涉到族群分化、區域性適應、遷徙及拓殖能力，以及族群間基因交流的過程。本研究以廣布及侷限兩種不同分布形式的台灣特有薑屬植物─三奈(Zingiber kawagoii)及雙龍薑 (Z. shuanglongensis)作為研究題材，探討其在高異質性地景中的氣候、地形以及族群遺傳結構之間的關係。推測不同的氣候或地形條件是影響兩物種之地理分布及遺傳結構的可能原因。在此研究中，我利用生態棲位模擬探討三奈及雙龍薑在過去氣候動盪的環境下是如何隨時間在棲位範圍上改變；並透過ddRADseq獲得基因組尺度的單核苷酸多型性(SNPs)，利用離群值檢測篩選出潛在適應性SNPs及中性的SNPs去探討地理距離、環境差異、適應程度等是否影響中性的SNPs及適應性SNPs在族群之間的分化。另外，我也藉由遺傳-環境關聯性分析去分析兩物種各自族群間的區域性適應是受到哪些因子影響，並更進一步進行功能性基因註解。結果顯示即使是親緣關係接近且分布於類似環境的物種，其遺傳結構在高異質性的地景下會受氣候差異及地形的影響，導致族群分化或是區域性適應的產生。三奈及雙龍薑在不同地質年代的棲位模擬中擁有不同的分布形式以及漸進式的擴張及限縮。三奈的分布範圍在末次冰盛期時有往低海拔退縮的趨勢，而後在緯度上有逐漸北移，而雙龍薑的分布範圍則是在海拔上有逐漸往高海拔限縮的趨勢。在兩物種族群中發生族群分化的原因中，三奈為受到氣候上的限制影響，而雙龍薑則受到地形上的限制影響。另外，就兩物種族群間發生區域性適應的原因也不相同。從基因註解的結果可以得知三奈族群間在區域性適應與個體發育過程有關，而雙龍薑族群間則是與植物免疫過程有關。所有結果皆指向高異質性地景會影響物種在空間上的遺傳結構分布。本研究顯示空間異質性及區域性適應導致兩個特有薑屬植物族群遺傳結構呈現不一致的模式，並指出兩個近期分化的物種可能是藉由不同的策略來面對不同的環境壓力。
共域及異域分布的田代氏黃芩及布烈氏黃芩族群與其土壤基質對根圈微生物組成的協同效應
(2020) 江祖恩; Chiang, Tzu-En
土壤微生物群落與植物有不同的交互作用，而土壤微生物群落的組成受到了寄主植物因子與環境因子的雙重選汰壓力影響。目前較缺乏的是對常見土壤微生物種類的生態功能理解，以及對單一微生物各分類位階在群落內的組成比例及生態功能探討。本研究我將利用兩種最近其分化的台灣特有種黃芩：布烈氏黃芩及田代氏黃芩之根圈微生物作為研究對象，四個不同地理區包含一個共域之樣點共五個樣點。利用16SrRNA Metagenome來評估根圈微生物群落的組成，並以操作分類單元(operational taxonomic unit, OTU)、綱為單位進行分析。本研究使用變異數分析(Analysis of variance, ANOVA)檢測各樣本間α-多樣性是否有顯著差異、使用冗餘分析(redundancy analysis, RDA)檢測寄主植物、土壤基質、土壤顆粒大小對β-多樣性的影響，並使用Clamtest找出微生物在不同寄主間、與不同環境間的分布情形。結果發現寄主植物可以顯著影響樣本間的α-多樣性、土壤基質影響β-多樣性所占比例最多。除此之外，本研究除了探討不同類群微生物的功能，也找到八種與兩種寄主植物都有密切相關的核心微生物，有助於我們更加了解植物與微生物間的交互作用。
冰期後不同拓殖路線的兩種臺灣特有楓屬植物對海拔適應的遺傳機制
(2022) 蔡明威; Chai, Min-Wei
物種是如何應對快速變化的環境以達到區域性適應一直是演化生物學重要的議題，而不同物種在面對環境變化時是否呈現相同的適應性反應也鮮少被探討。本研究使用兩種在末次冰河期後在海拔上有著不同拓殖路線的臺灣楓屬植物-尖葉楓（Acer caudatifolium）以及紅榨楓（A. rubescens）作為研究材料，探討海拔梯度如何影響此二物種在基因組層級上的適應，並比較兩物種對於海拔的適應機制是否相同。我首先使用轉錄組定序（RNA-seq）量化高低海拔族群的基因表現量，並使用表現差異分析篩選出族群之間具有顯著差異的候選基因。接著我使用PAML估算編碼區的同義置換及非同義置換的比值來判斷各個基因在不同的海拔族群是否受到正向天擇。再來我還使用Multiplexed shotgun genotyping（MSG）獲取大量的單位點變異（SNPs）,利用族群基因體的方式檢測與海拔有關的環境因子是否與兩物種的族群遺傳變異有關聯。此外，我也藉由遺傳-環境關聯性分析來檢測單一SNPs與各個環境因子的關聯性，以觀察兩物種在面對相同類型的環境變化時主要是哪些基因座起關鍵作用。最後我將具有表現差異、受到天擇且跟環境因子有關聯的基因座進行資料庫的比對，以了解這些基因座的功能及其代謝途徑。結果顯示大部分海拔之間具有差異表現以及在PAML檢測中有偵測到正向天擇的基因在兩物種之間都不相同；然而遺傳-環境關聯性分析結果發現大部分與海拔環境因子具有顯著關聯性的基因座在兩物種之間具有高度的重疊，說明此二物種對於海拔環境的選汰壓力有著在不同層級的相似以及相異之處。另外，基因功能註解的結果也顯示大部分的候選基因都與環境變化有關，如節律調節、氣孔開關調節、以及開花時間等。本研究結果有助於詮釋不同海拔植物族群的適應機制，以及植物面對不同環境時適應能力的改變有進一步的了解。
利用轉錄組重建殼斗科親緣關係探討其親緣訊號與特徵的適應性演化
(2024) 羅敏心; Luo, Min-Xin
印度洋-西太平洋的細蕊紅樹親緣地理研究
(2007) 廖培鈞; Pei-Chun Liao
紅樹林植物的拓殖與分化受到地質歷史及地形的影響甚鉅，例如，東南亞的細蕊紅樹(Ceriops tagal)即可能同時受到馬來半島的陸地阻隔以及南中國海內的古代地理的影響，形成特殊的族群結構。故本研究利用遺傳方法，以東南亞的細蕊紅樹為模型，回溯印度洋-西太平洋地理區的紅樹林親緣地理關係。以母系遺傳的葉綠體DNA進行偵測，可以避免花粉(父系遺傳)的干擾，有效地追蹤細蕊紅樹胎生苗的流傳方向及地理隔離對其傳播的干擾。五百萬年來馬來半島對南中國海(太平洋)及孟加拉灣(印度洋)沿岸的細蕊紅樹形成有效的地理屏障，造成兩海域間族群的明顯分化；而冰河時期馬來半島與婆羅洲形成巨大的巽他大陸(Sundaland)，使現今分布於馬來半島、海南島及婆羅洲等地的細蕊紅樹遺傳同質性高。而阻隔南中國海與安達曼灣的馬來半島最窄處──克拉地峽(Kra Isthmus)僅寬約六十公里，兩岸的細蕊紅樹族群雖明顯的分化並各自享有獨特的基因型，但卻檢測出長距離散播的可能性。嚴格分子鐘的計算與五百萬年前的隔離事件大致吻合，些微的低估可能導因於南中國海與孟加拉灣之間的長距離傳播。根據溯祖理論檢驗出馬來半島南端的族群與其他地區在歷史上有高度的基因交流，亦提供麻六甲海峽為其溝通管道的證據。在兩萬一千年前巽他大陸消失、暹邏灣初形成之際，細蕊紅樹沿著古湄南河口逐漸退縮至現今的暹邏灣沿岸。藉由暹邏灣內的灣流及潮汐力量，胎生苗得以在各族群之間順暢的流動，並藉由族群的拓殖、滅絕等動態變化維持整個暹邏灣內細蕊紅樹的族群穩定，構成一個典型的關聯族群(classical metapopulation)。此外，因週期性的冰河期與間冰期使海平面下降、上升，造成兩海域的族群時而隔離、時而有機會進行長距離的傳播，使其遺傳多樣性得以藉冰河期時的累積突變與間冰期時的基因交換而提高。而孟加拉灣因大陸棚較陡峻、海底較深，因此冰河期海岸變化不大，使其細蕊紅樹族群得以維持穩定。相對地，南中國海因巽他陸棚在冰河期時形成巽他大陸，南中國海面積縮小，間冰期後再度擴張，因此在該海域檢測出族群擴張，但區域之小族群則呈穩定狀態，因此推測其南中國海族群擴張方式主要以拓殖、建立新族群為主，而非增加區域族群之大小。由本研究得知，印度洋-西太平洋的紅樹林的族群遺傳結構的確受到古代地質事件及地形的影響，尤其是南中國海地區，陸棚較淺、較緩，海岸線受冰河影響較大，其族群藉基因交流、拓殖等方式彼此影響，形成關聯族群的結構。因此，根據Levins模型的結論──遷移率的提升有助關聯族群的維持，建議在開發港口、工廠之餘，東南亞各國宜保護各海岸的自然環境，提供紅樹林擴散的踏腳石，提高其遷移率，以維持其關聯族群的穩定性。
台灣牙醫醫病關係中的醫病溝通之探究
(2023) 何懿洲; He, Yi-Zhou
改善醫患溝通對於優化治療結果和病患滿意度具有重要意義。過去的研究結果強調了根據病患特徵制定定制溝通策略的必要性。為此，將醫患溝通教育納入台灣的牙科教育體系中成為本研究的目標，以加強以病患為中心的護理並減少衝突。本研究通過訪談和問卷調查以及比較不同國家的課程，對醫患溝通的重要性進行了描述性統計和廣義線性混合效應模型分析，涵蓋了牙醫和病患雙方的觀點。本研究共有超過600名病患參與了問卷調查，並且採訪了4名年齡在20歲以上且具有多年牙科經驗的牙醫師。牙科醫師的訪談結果均強調了醫患溝通的重要性，而病患問卷中呈現其年齡和收入與重視醫患溝通呈正相關，但與牙科助理的溝通呈負相關。這可能是由於病患更關注牙科醫師的專業知識和技能，而較少關注助理的溝通能力。牙醫師們強調了溝通教育的必要性，同時也強調了執行力的重要性。另外，本研究亦發現社會經濟地位較高和年齡較大的病人對牙醫與病患的溝通給予更高的評價，這可能是由於這些個體更加注重自我推銷，此結果進一步凸顯醫患關係的多樣性。根據本研究的調查結果，本研究建議在台灣實施醫患溝通課程，以提升牙科專業人員的溝通能力，從而改善醫療服務質量和病患體驗。基於訪談及問卷的研究結果，並參考美英日等國的牙醫課程，本研究建議在大學學習期間開展牙醫溝通教育，並繼續實踐以應對不斷變化的社會動態。這項研究的結果將有助於提高台灣的牙科教育體系，使其更加關注醫患溝通的重要性。透過專注於溝通技巧和策略的教育課程，牙科專業人員將能夠更好地與病患溝通，確保他們獲得所需的醫療護理並提高滿意度。同時，這也有助於減少衝突和誤解，建立良好的醫患關係，從而提升整體醫療體驗和治療結果。
地理與生態因子在島嶼上黃芩屬物種的族群分化與快速種化上的效應
(2020) 黃秉宏; Huang, Bing-Hong
研究背景：島嶼物種的快速種化可以由隨機的力量、遷徙拓殖、基因交流以及天擇等力量驅動。然而島嶼面積不大，頻繁的物種接觸導致的基因交流理應減少物種或族群分化，現今我們常以生態力量趨動的生態種化解釋之，因為生態因子如環境氣候異質性等使族群間有區域性適應阻擋部分基因組的基因交流，區域性適應影響的基因組週邊區域因連鎖而產生搭便車效應加強了該區段的基因交流阻隔，而漸漸的這些阻隔區域增加以到一定程度並完全種化，這些力量可以共同作用以加快島嶼物種的分化速度。研究具高特有種比例的物種有助了解這些力量在祖先物種拓殖入島嶼後加快分化速度的相對重要性。台灣產的黃芩屬特有種比例比起其他東亞及東南亞的鄰近島嶼或陸塊都高上許多，全部共8種，即有6種為特有種。過去的研究指出台灣產黃芩屬的多樣性來自至少三次的拓殖事件以及島嶼在地的快速種化。而台灣產的黃芩利用分子定年計算出的最早分歧時間不過50萬年內，其中被命名作indica group的印度黃芩、布烈氏黃芩、田代氏黃芩及南台灣黃芩形成單一分支且分歧時間短於20萬年內，被認為可能是其中一次拓殖事件後的在地快速種化。我們想以台灣產黃芩屬成員作材料切入生態種化如何與台灣高特有性之關聯性。方法我們使用了微衛星體基因型檢測作為快速變異的遺傳資料進行分析。並輔以溯祖理論分析法及演化模型選擇找出最適合解釋台灣產黃芩是否一如生態種化之預測分化早期有基因交流。並以環境因子與遺傳分化進行關聯性分析，了解遺傳變異或族群分化是否與環境因子有關。結果我們優先了解這群物種來檢測indica group是否主要來自單次的快速種化，以利後續設計實驗了解台灣產黃芩的快速種化之因。然而，依據溯祖理論IMa3分析，我們發現indica group在分歧時伴隨旺盛的基因交流，然而在使用貝氏歸群分析時卻顯示這些近期分歧且鄰域物佈的物種甚少種間遺傳混雜，顯示物種明顯分化，考量過去旺盛的基因交流及台灣島面積不大，物種易接觸，這麼短的分歧時間實難分化出這麼多特有種，我們藉分歧時有種間基因交流的情形，再依生態種化的概念，推論生態因子可能參與在這些快速種化的黃芩的物種維持與分化。我們挑選兩組共域/鄰域分佈的特有種，分別是田代氏與布烈氏黃芩組，以及向天盞與台北黃芩組來問答這個議題。我們利用以approximate Bayesian computation的方法進行溯祖模型選擇，發現田代氏黃芩與布烈氏黃芩有強烈的祖先性基因交流，然而現今已有明顯的分化及基因交流的阻斷。兩個物種的分化都可以由在地環境異質性及多環境因子組合的棲位分化來解釋。而向天盞及台北黃芩則展現不同的結果，不論是溯祖模擬模型選擇、群聚分析及單套形的樹形/網狀分析都無法清楚的區分特有的台北黃芩及廣布於東亞的向天盞。而可供區別的形態特徵如小堅果外衣紋路及葉型，在觀測後也證實僅是採集植物個體發育時期不同所致，並非可供物種區分的特徵。組合台北黃芩及向天盞的族群後發現族群間有明顯的遺傳結構，這些遺傳結構以廣義線性模型及座標軸分析等方法發現夏秋降雨量在族群的差異與族群遺傳分化有關。結論因此，無論是向天盞/台北黃芩組，或是布烈氏黃芩/田代氏黃芩組都發現明顯的族群尺度分化，這些分化都可以由氣候異質性及區域性適應解釋。換言之，氣候異質性及區域性適應均能促進台灣產黃芩屬成員讓族群分化，更可能加速種化以讓多樣性速率提升。
尖葉楓與台灣紅榨槭種間的基因漸滲與氣候之關聯
(2019) 熊桓翊; Hsiung, Huan-Yi
物種間的雜交能增加物種對於新環境的適應潛能。在此研究中我利用基因組尺度的遺傳資料檢驗兩個高度分化的楓屬物種間的雜交與天擇，並驗證跨越不同環境下的適應。我從全台灣跨越高低海拔的採集這兩個遺傳上有分化的尖葉楓(Acer caudatifolium)與台灣紅榨槭(A. rubescens)，共271個個體，利用multiple shotgun sequencing所獲得的3281個單一核甘酸多型性檢驗物種間的基因漸滲。族群結構分析與演化模型都指出尖葉楓與台灣紅榨槭間有次級接觸和基因漸滲。基因組-環境相關性分析則顯示這兩個物種在環境上分化。在3281個SNP中有16個SNP是在種間高度分化、與環境因子相關且有基因漸滲的。然而根據CCA的結果卻顯示遺傳混雜的個體並沒有分布在不同於親本的環境。從這些結果指出在高度分化的兩個物種也能有基因漸滲的可能，但大多被物種間的屏障所限制。然而尖葉楓與台灣紅榨槭間的基因漸滲沒有辦法證明與異質環境的適應之間的相關性。
氣候及地理因子與不同海拔楓屬植物族群空間遺傳組成之關係
(2018) 曾怡婷; Tseng, Yi-Ting
物種的分布及遺傳結構可能反應環境差異，氣候變化可能造成族群分歧，而地理距離亦可能影響其遺傳結構。為探討區域環境差異及地理因子與其遺傳結構的關聯性，本研究利用台灣楓屬植物尖葉楓 (Acer caudatifolium)及紅榨楓 (A. rubescens)其廣泛分布以及海拔分布差異的特性，使用17組微衛星標記計算遺傳變異程度，並將遺傳結構與每一個體的經緯度、海拔及氣候變因進行相關性分析。根據Analysis of molecular variance (AMOVA)結果可知尖葉楓及紅榨楓具明顯遺傳分化，也支持STRUCTURE的歸群。由Redundancy analysis (RDA)結果可知尖葉楓和紅榨楓的個體遺傳變異與氣候及地理因子呈現相關，顯示氣候及空間效應可能支配兩物種的遺傳分布。此外地理因子與低海拔尖葉楓個體遺傳分布的相關性更為顯著，表示山脈的隔離效應對低海拔物種的基因交流的阻隔更為明顯。因此本研究推論氣候和地理因子對不同海拔分布物種的遺傳變異產生不同影響壓力，也反應近緣樹種因環境差異而維持其基礎生態棲位及遺傳分化。
琉球蘇鐵之族群遺傳與保育
(2025) 常睿澤; Chang, Jui-Tse
島嶼的空間碎片化以及其過去的陸地變化使之成為研究微演化過程的理想系統。這些時空特性影響物種的拓殖模式與族群大小變化，留下了由漂變所驅動的基因組層級之變異。當島嶼分布於較廣的緯度或海拔梯度時，也會進一步包含較大的環境變異，而促進透過選擇所驅動的基因分化演化出當地適應的族群。這些機制共同促進了島嶼之間的物種或族群多樣性，但同時也限制了它們的地理分佈。在這些島嶼物種中，沿海的物種因將受到來自陸地與海洋的氣候變遷與連帶之災難性威脅而特別脆弱，因此迫切需要保護。此外，島嶼上從族群到物種的漸進分化過程也挑戰了現有的分類系統，凸顯了通過綜合方法重新評估分類的必要性。蘇鐵是物種多樣性高的裸子植物，而於現存的380個物種中有68%面臨滅絕的威脅，因此有迫切保育上的必要。然而，蘇鐵的大型基因組（25-64 pg/2C）對於解構基因組層級的漂變或選擇驅動之分化構成了挑戰。在本論文中，我以東方蘇鐵組為研究對象，包括主要分布於琉球群島沿海及台灣低海拔河岸的台東蘇鐵（Cycas taitungensis C. F. Shen）和琉球蘇鐵（C. revoluta Thunb.），來探討物種形成的地理模式。透過雙限制酶切位點測序（ddRADseq）方法，於全面取樣族群中獲得了基因組層級的變異，進一步整合了形態數據後，再進行分類重新評估。儘管最終將這兩個物種做同物異名處理，但其基因組層級的族群分化顯示台灣內部（包括一個高度分化的隱蔽支系）以及琉球群島的沖繩和奄美之間具有空間上分化的結構。因此，我進一步探討了促進它們各自分化的機制。在台灣方面，鬼基因滲入解釋了同域隱蔽支系的分化，並可能伴隨著與沿海適應和抗病性相關的適應性遺傳變異的轉移。這樣的結果也部分解釋了而於琉球群島方面，由於甲蟲在遠距離基因交流中扮演重要角色，因此我探討了與傳粉性狀有關之毬果揮發性有機化合物。沖繩和奄美之間化學變異與基因組結構的匹配結果揭示了可能的傳粉者促進分化之機制。為進一步了解氣候變遷對各遺傳分群的影響，我先定義了保育單元，並估算了目前的地區適應性及未來在氣候變遷下的遺傳適應不良。接著，揭示了與氣候相關的災難性因子對遺傳適應不良的負面影響。為了理解影響族群分化的地景因素，我進一步探討不同地景模型對遺傳分化的影響。最後，推測了可能的演化拯救途徑。研究結果顯示，位於琉球中部的沖繩和奄美島是最需要保護的區域，其中奄美島將需要通過人為基因交流輔助來應對未來的氣候變遷。
白背櫟複合群葉表角質蠟層的遺傳架構與天擇訊號
(2024) 曾偉哲; Tseng, Wei-Zhe
植物無法透過播遷等方式改變棲息的位置，因此演化出一系列特徵以利於其適應環境中的極端逆境，葉背角質蠟層便是植物抵抗環境逆境最重要的特徵之一。過去二十年間葉背角質蠟層的功能與生合成機制受到植物學家的廣泛關注，相比之下葉背角質蠟層遺傳架構的探討則較為缺乏，研究多集中於模式物種與作物，非模式物種則鮮有相關研究。本研究以殼斗科物種為研究對象，探討非模式物種葉背角質蠟層的遺傳架構與天擇訊號。我首先利用全基因組重定序 (whole genome re-sequencing) 獲得臺灣中北部30個白背櫟複合群 (Q. salicina species complex) 個體的基因組序列，並以全基因組關聯性分析、族群分化指數與功能性註釋，定位及辨別葉背角質蠟層變異的候選基因座位置及功能，接著使用族群分化指數與序列分化程度關聯性、基因座的核苷酸多態性與基因樹總分支長等指標辨別候選基因座的族群尺度天擇訊號。為了進一步揭示不同物種間候選基因座的天擇訊號，我利用實驗室未發表的68個殼斗科物種的轉錄組序列，重建葉背角質蠟層的演化歷史並分析序列的同義/非同義突變比例。研究結果顯示第五號染色體上具有兩個相鄰的候選區域，並且首個候選區域中存在六個與葉背角質蠟層變異高度相關的ABCC3候選基因座。關聯區域內族群分化指數與序列分化程度的高度正相關，以及候選基因座顯著上升的核甘酸多態性與總分支長則支持候選區域存在族群尺度的平衡選汰訊號。葉背角質蠟層的祖徵重建顯示蠟質層最早出現於石櫟屬 (Lithocarpus)、石柯屬(Notholithocarpus) 與櫟屬 (Quercus) 的共祖中，相當於古新世晚期至始新世早期階段。同義/非同義突變比例顯示六個ABCC3候選基因座受到淨化選擇，然而ABCC3-4基因表現出淨化選擇減弱的訊號。以上結果支持野生殼斗科植物透過運輸蛋白影響葉背角質蠟層的表型，而結合組徵重建結果與物種尺度的天擇訊號，ABCC3基因可能在古新世晚期至始新世早期獲得運輸蠟質產物的新功能，以應對此時期快速上升的昆蟲植食壓力。族群尺度的平衡選擇訊號則顯示頻率依賴選擇可能決定了族群中葉背角質蠟層的頻率，進一步導致了候選基因座表現出平衡選擇訊號。
白花蝴蝶蘭複合群之親緣地理與物種界定
(2024) 黃郁芯; Huang, Yu-Hsin
白花蝴蝶蘭複合群 (Phalaenopsis amabilis complex) 包含白花蝴蝶蘭 (P. aphrodite)、南洋白花蝴蝶蘭 (P. amabilis)、桑德蝴蝶蘭 (P. sanderiana) 及數個亞種。目前此複合群的分類觀點僅基於有限的形態特徵、地理分布及少量的分子標記，可能導致其物種界定和演化推論疑義。本研究在其分布範圍內採樣171個樣本，透過雙限制酶切位點標定法 (ddRADseq) 並結合形態學數據重建該複合群的親緣關係。本研究旨在闡明其物種界定並釐清演化歷史。綜合基因組資料和形態分析結果，P. amabilis中包含三個遺傳分群，分化過程中伴隨有限的基因交流，但形態上無法區分，顯示此類群尚處於分化早期。P. aphrodite中沒有明顯的遺傳分群，且P. aphrodite和P. sanderiana在遺傳和形態上皆無法區分別，分化過程中保持持續的基因交流。白花蝴蝶蘭複合群的演化歷史受到多次的播遷和隔離事件影響，其中，過去的氣候震盪導致的植被變化可能為P. amabilis遺傳分化的原因。基於綜合分類學，本研究結果不支持目前對於白花蝴蝶蘭複合群的分類觀點，建議將P. aphrodite和 P. sanderiana視為同一物種，且不再針對P. amabilis和P. aphrodite做進一步的種下位階劃分。
石櫟屬物種生理生態性狀親緣訊息與蠟生合成基因正向天擇
(2016) 何紹瑋; Ho, Shao-Wei
有些植物表皮細胞中的蠟生合成基因生合成蠟後，經通道蛋白運輸至細胞外堆疊，形成物理性屏障的結晶狀(epicuticular wax crystal)構造，常被認為與化學性防禦特徵(如：酚酸)之間有權衡關係。此外，葉表蠟有無的適應也可能反映在蠟生合成基因及受蠟影響的生態特徵上，如光合作用效率。本研究以石櫟屬物種作為材料，利用遺傳及生理生態分析探討葉表蠟結晶的有/無特徵是否為適應的結果。首先使用6個參考基因重建石櫟屬的親緣關係，發現距今約1400萬年前至800萬年前，至少出現3次獨立由無蠟到產生蠟結晶的特徵轉換的演化事件。在蠟骨架生合成(CER1、CER3)、調節性(CER7)、及運輸蛋白(CER5)等基因中，僅發現CER1在由無蠟到產生蠟結晶的特徵轉換時有正向天擇訊號；生理生態檢測中，蠟結晶均與酚酸及光合作用指數無顯著相關。但Y(II)及δ15N等光合作用指數在CER1基因樹呈現顯著的親緣訊息，顯示光合作用效率在種間的差異反應在蠟骨架合成的演化上。本研究推論，石櫟屬物種在中新世中期至上新世初期發生特徵轉換，當時劇烈的氣候變化也反映了蠟結晶生合成基因的正向天擇及光合作用效率上。
臺灣殼斗科植物分類研究
(2019) 楊智凱; Yang, Chih-Kai
無中文摘要
錐果櫟的遺傳-環境-表現型相關性研究
(2023) 孫沛煒; Sun, Pei-Wei
環境會顯著地影響樹木的族群歷史 (demographic history) 與遺傳特徵。研究影響族群分佈、遺傳多樣性、局部適應 (local adaptation)、與棲位分化的因子在生物學當中是至關重要的議題。尤其對於在生態系統當中具有重要角色的森林樹木來說，釐清局部適應與氣候變遷衝擊的關聯對於保育及森林管理有關鍵性的功能。在本論文中，我使用錐果櫟 (Quercus longinux) 作為研究物種，以簡化基因組測序 (RAD-Seq) 建構的單核苷酸多態性 (SNPs) 及葉片特徵來探討在異質性棲地間的族群遺傳、棲位分化、和形態變異等議題。依據族群歷史分析的結果，錐果櫟的族群大小變化和基因交流與更新世 (Pleistocene) 的氣候波動有關。由於末次盛冰期 (LGM) 之後氣候變得更加暖活和濕潤，錐果櫟族群在間冰期經歷了族群擴張和更頻繁的基因交流。錐果櫟族群被發現有向北的不對稱基因交流，可能是開花季節時盛行的西南風或冰河歷史使台灣南部族群有較大的族群數量所造成。使用現在的環境因素，地勢 (topology) 造成的阻礙被認為是藉由阻礙種子或花粉的基因交流而引發遺傳分化最重要的因子。高海拔山區被認為是錐果櫟進行基因交流的重要障礙。然而，從適應的角度來看，土壤和氣候相關因子是影響環境相關天擇 (environment-associated selection) 最重要的因子。季節性季風帶來的降水變化和緯度及海拔造成的溫差可能造成局部適應。我也偵測到環境相關天擇的信號和非生物壓力反應（包括乾旱和霜凍）相關功能的基因有關。除遺傳結構外，葉片形態性狀的變異還受土壤和氣候相關因素的影響，而水分可及性的因子是影響葉片個別性狀最重要的環境因素。最後，從未來脆弱性 (future vulnerability) 的預測來看，面對氣候變化，台灣北部的錐果櫟族群可能因大量增的冬季降水而產生適應不良。冬季降水的增加可能會改變物候並且進一步降低基因交流的效率和遺傳多樣性，這些都會對錐果櫟在未來的存續和適應產生有害影響。輔助性基因交流 (assisted gene flow) 將是可能的保育措施之一，但應在具備足夠背景知識的情況下進行，以避免對錐果櫟族群的適應造成意外後果。