農業部林業試驗所新聞稿
臺灣扁柏度過水分逆境的秘密？
分布於海拔1,500至2,000公尺山區的代表性樹種紅檜及臺灣扁柏，其外觀型態相似，經常被一起合稱為臺灣檜木的二樹種，但對生育地的偏好性卻大相逕庭，臺灣扁柏苗木在缺水逆境後依然能夠繼續存活，而紅檜苗木則幾乎死亡殆盡。農業部林業試驗所分析紅檜與臺灣扁柏在水分正常與缺水逆境下植物二級代謝物的成分變化，研究顯示臺灣扁柏遭受逆境後的萜類化合物成分有消長的情形，為臺灣扁柏可耐受逆境的機制提供進一步的研究方向。
林試所指出，植物從種子發芽、莖葉生長分化、開花結實以至老化死亡都與環境息息相關。通常植物可透過調節基因的表達和細胞代謝到生長速率以及作物產量等方式因應環境變化。其中，水分逆境（乾旱）是對植物的生長發育具最直接影響的限制因子。
目前已有許多研究證實，不同的水分處理會影響作物脂肪酸之組成、改變油品之品質。精油是植物二級代謝的重要產物，對人類而言，它也是日常生活中重要的調劑品，包括香氛物品、食品添加物、芳香療法等；許多精油具有良好的抗菌、抗蟲、抗氧化等功效。科學家除嘗試透過地理品系、季節的選擇，以及不同的精油萃取方法來改善、提升精油的收率與品質。另一方面，也有越來越多的研究透過環境逆境調節促使二級代謝的產物增加。
林試所表示，由於土壤水分條件對植物的生長發育以及二次代謝之生合成具有重要影響，植物亦可能透過二次代謝物的生產調節達到逆境防禦或環境適應之目的，因此該所嘗試分析紅檜與臺灣扁柏在水分正常與缺水逆境下萜類化合物之成分差異。
初步試驗結果發現，紅檜在遭受逆境前後，其葉子之組成並無明顯差異；然而，臺灣扁柏葉子在逆境後之單萜類碳氫化合物增加將近2倍，而含氧的單萜類則減少約86%，兩者彼此間呈現一種互補性的消長。過去已有研究證實，水分逆境有助於提升許多植物精油酚類化合物（phenolics）的含量，精油含有較豐富的酚類化合物具有較高的自由基捕捉能力。在本研究中，臺灣扁柏苗木在缺水逆境後依然能夠繼續存活，而紅檜苗木則幾乎死亡殆盡，臺灣扁柏較紅檜能夠順利地度過逆境，是否來自於其化學組成分的改變，值得後續進一步探討。
植物的生長過程中，需要陽光、空氣、水分以及養分等等環境因子共同參與，所有因子共同架構一個生命體的生理循環代謝。其中，水分是最快影響苗木生理活動的限制因子，同時也是在人為經營管理上最容易操作、掌控的要素。許多研究已證實藉由苗圃條件的管控調節，可望達到影響葉片化學成分組成與含量的目標，除精油本身活性成分的經濟效益，亦可作為調節植物防禦化合物，培育對食草動物具有抗性的幼苗，減少化學藥物的投入，以達成永續性的商業林業模式。林試所藉由瞭解植物生理代謝與環境因子間的相互關係，有助瞭解植物在生態地理上分布特性，亦可作為植物生育地規劃的參考依據，並可利用植物在特定環境下二次代謝產物的變化，以合理有效的經營管理方式創造最高的經濟價值。
撰稿人：林產利用組 陳盈如 聘用助理研究員
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