中央政府科技研發績效彙編 108年度 附錄

中央研究院之科技研發績效 高水稻耐逆境能力 。 另一方面 ， 對於植物乾旱和感測光線反應的基因調控亦有 進一步的新發現 。 研發提高農作物含鐵的營養價值 ， 並強化重金屬植生復育的 應用 。 完成牛樟全基因體定序 ， 釐清其演化地位 ， 並解釋為何牛樟具獨特芳香 。 在 「 生態演化與基礎生物學 」 方面 ， 利用澎湖採集的半索動物玉柱蟲為研 究模式動物 ， 首次報導脊索動物背腹獨特的身體構造的演化轉折 。 發現經由調 控特定基因的活性 ， 可以改寫 「 再生記憶 」， 提出再生記憶提取的新模型 。 闡 述磷脂肌醇的合成與代謝參與粒線體自噬的角色 。 揭露對於受環境荷爾蒙污染 環境的微生物活動與相關降解機制 。 發現普通鳲生態位演化影響物種類群分布 的方式沿緯度有所不同 。 除此 ， 中研院利用產學合作 ， 提出用 DNA 聚合酶啟動 下一代 DNA 定序新方法 。 這些成果在基礎科學研究上均是領先國際的新發現 ， 許多研究成果也同時 為未來的實質應用建立扎實的研究根基 。 並選列 6 項重點成果簡介如下 ： ( 1 ) 脊索動物的演化起源 ： 經由研究半索動物背腹體軸發育機制所得到的見 解 中空的背神經管是脊索動物的一大特徵 。 在胚胎原腸化的過程中 ， BMP 的訊息傳遞在背部的外胚層被抑制 ， 背神經板因而特化並向內凹陷形成背神 經管 。 在許多的兩側對稱動物胚胎 ， 已知 BMP 會調控背腹體軸的形成 。 然而 ， 在脊索動物 BMP 訊息活化的區域在腹部 ， 在其他兩側對稱動物 BMP 訊息活 化的區域卻在背部 。 此脊索動物門特有的背腹體軸翻轉與其背神經管的起源 是否相關至今仍是未解的謎團 。 為了探究此問題 ， 我們研究半索動物玉柱蟲 ， 因為半索動物與棘皮動物是最接近脊索動物的兩群生物 。 我們發現 BMP 會調 控玉柱蟲的背腹體軸 ， 並會抑制其幼生的神經發育 。 在玉柱蟲及海膽原腸化 的過程中暫時提升 BMP 訊息強度會抑制口的形成並同時使神經系統集中至腹 面 ， 且此腹面的無口神經外胚層具有如脊索動物一般由中間至兩側的組成 。 因此 ， 間接發育的半索動物使用 BMP 來調控背腹體軸及神經發育 ， 在原腸化 過程中增加 BMP 會造成如背腹體軸翻轉的型態改變 。 這個發現提供了一個分 子機制來支持脊索動物背腹體軸翻轉是因間接發育的祖先經由修改 BMP 訊息 強度演化而來的假說 。 18