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臺灣檜木葉子揮發性有機化合物之釋出特性

為了解決Monthong的問題，作者陳盈如 這樣論述：

植物所釋放的生物源揮發性有機化合物（Biogenic volatile organic compounds，BVOCs）可作為植物抵抗環境逆境、外來侵襲及適應生長環境的保護機制，同時也是光化學反應的前驅化合物，對大氣空氣品質有重要的影響。迄今關於臺灣植物BVOCs釋放特性之了解仍十分有限。本研究以紅檜（Chamaecyparis formosensis）及臺灣扁柏（C. obtusa var. formosana）林木與幼木為題材，分別量測單萜類（Monoterpenoids，MTs）、倍半萜類（Sesquiterpenoids，STs）與二萜類（Diterpenoids，DTs）等化合物之

實際釋出速率（Actual emission rates，ERs）、標準釋出速率（Basal emission rates，Es）與相對釋出速率（Relative emission rates，RERs）等，並探討不同化合物釋出之季節變化，以及不同環境因子分別對林木與幼木BVOCs釋出之影響。首先，利用頂空萃取技術建立快速且準確鑑別三種扁柏屬（Chamaecyparis）植物的方法。本研究採集臺灣不同地區之紅檜、臺灣扁柏與日本扁柏（C. obtusa）葉子，分別以不同頂空萃取條件所獲得之樣本與其精油成分相互比較。試驗結果發現，150℃平衡50 min之頂空萃取法獲得之各樣本揮發成分與其精油成分

之相對量呈現良好之相關（r = 0.555 - 0.985；p ＜ 0.01 - 0.001）。進一步以群團分析及主成分分析比較其親緣相似度，三樹種分別根據其主要特徵成分可明顯區分為3個族群。研究結果顯示頂空萃取法是一種高效率且可行的化學分類策略，可作為針對特殊成分在不同環境中成分變化之追蹤與監測工具。此外，本研究以原位（in situ）採樣裝置搭配Tenax TA 60-80 mesh吸附劑監測林木與幼木活體葉子在不同季節釋出之BVOCs差異，由野外試驗結果顯示，紅檜共測得21種植株釋放之萜類化合物，其中包括13種MTs、4種STs與4種DTs化合物，無論林木或幼木，MTs皆為紅檜主要之釋出

類型，佔總釋出比例80%以上；臺灣扁柏之主要釋出BVOCs也以MTs為主，尤以夏（69.82 ± 6.03% - 84.69 ± 4.36%）、秋（84.65 ± 6.72% - 86.22 ± 1.40%）二季高於冬（60.71 ± 6.12% - 65.25 ± 2.28%）、春（67.31 ± 9.09% - 71.82 ± 7.03%）二季。DTs之釋出比例於冬季（21.72 ± 7.41% - 23.08 ± 3.69%）與春季（17.06 ± 8.06 - 20.83 ± 9.99%）較高。至於BVOCs之總釋出速率，林木與幼木在不同季節之釋出速率呈現相反之趨勢。紅檜與臺灣扁柏林木

在高溫季節具有較高的釋出速率，紅檜在高溫與低溫季節的釋出速率範圍分別為101.49 ± 12.29 -181.35 ± 80.15 ng g-1 h-1與35.32 ± 6.74 -40.15 ± 4.69 ng g-1 h-1；臺灣扁柏林木同樣以高溫季節（176.60 ± 62.68 - 198.52 ± 46.94 ng g-1 h-1）之釋出速率高於低溫季節（104.55 ± 18.90 - 111.59 ± 6.86 ng g-1 h-1）；相反地，幼木於低溫季節之總釋出速率（TERs）（紅檜：64.44 ± 13.18 - 140.74 ± 18.90 ng g-1 h-1；臺灣扁柏

：57.52 ± 13.50 - 68.41 ± 15.76 ng g-1 h-1）高於溫暖季節（紅檜：55.63 ± 15.84 - 63.48 ± 11.85 ng g-1 h-1；臺灣扁柏：32.29 ± 3.12 - 40.62 ± 4.29 ng g-1 h-1）。根據迴歸分析統計結果顯示，溫度為影響林木BVOCs釋出速率之主要因子，而幼木BVOCs之釋出速率則主要受到光量之調控。此外，許多特定化合物之相對釋出速率也呈現出顯著的季節性變化，例如紅檜釋出之β-Myrcene、α-Terpinene、trans-β-Ocimene、Terpinen-4-ol、α-Cedrene及tran

s-β-Farnesene等化合物，以及臺灣扁柏釋出之δ-3-Carene、Terpinolene、β-Cedrene、(Z,Z)-α-Farnesene及Kaur-16-ene等化合物，上述成分之相對釋出速率在冬季皆呈現顯著較高的趨勢。進一步探討光量與溫度分別對紅檜與臺灣扁柏幼木BVOCs釋出之影響，在人工氣候室控制環境下，紅檜與臺灣扁柏幼木之BVOCs釋出速率皆隨光量之提升而增加，臺灣扁柏變化之幅度略小於紅檜，但其倍半萜與二萜類化合物之釋出速率在高光下明顯提升。當生長溫度自20℃提高至30℃時，二樹種之BVOCs釋出速率皆明顯下降。由蛋白質體之分析結果顯示，當溫度或光量改變時，紅檜與臺灣扁

柏分別有46與15個蛋白質之表現量具有顯著差異，這些蛋白質整體的表現量與釋出速率呈現相似的趨勢，光量增加時調升蛋白質之比例提高，而溫度提高時調降之蛋白質比例增加。他們主要參與光合作用、碳水化合物代謝、胺基酸和蛋白質代謝、信號傳導與防禦作用。紅檜幼木在環境條件改變時啟動一系列之蛋白質進行調控，而臺灣扁柏差異表現蛋白質數量較少，OEE2、RA A與TK等蛋白質在紅檜與臺灣扁柏幼木皆有共同的表現趨勢，可能是影響二者在不同環境條件下BVOCs釋出之主要調控因子；而影響臺灣扁柏在不同光量條件下萜類化合物組成的調控機制，則有待未來進一步探討。