紅樹科紅樹林植物托葉、指狀腺體和木栓疣與適應紅樹林之關聯

國立中興大學生命科學系 碩士學位論文 紅樹科紅樹林植物托葉 指狀腺體與木栓疣適應紅樹林之研究 Associations between Stipules, Colleters and Cork warts of Mangrove Rhizophoraceae and Adaptation to the Mangrove Environment 指導教授 : 許秋容 ChiouRong Sheue 研究生 : 巫思揚 SzuYang Wu 中華民國 103 年 7 月

致謝不算短的碩士求學期間, 不論是在學業上或是生活上, 受太多人的幫助 首先要感謝楊遠波老師在大學時期的指導, 若當初沒有楊老師的鼓勵可能也沒有今天小小的成就, 也因楊老師的機緣而來到這個實驗室, 並且在最後的論文口試也提供許多寶貴的意見 最需要感謝的當然是許老師在這段期間學業上細心的指導, 讓我能夠順利完成論文, 並且時時提醒我在待人處世的態度和生活上的細節, 讓我受益良多 感謝 Peter Chesson 教授在研究上的熱心建議與指導, 特別是在英文方面的訓練, 雖然並未突飛猛進, 但是也讓我不再害怕開口說英文 感謝王升陽老師與孫英玄老師在研究上的指導與建議 感謝口試委員高文媛老師在論文內容上提供許多寶貴的建議, 讓論文更加完整 還要感謝實驗室的各位笈克 尚弘 業華 彥匡 睿泉 鄭暐 德予 佳芳學長姊們不厭其煩的細心教導 鑑瑋 思雅 太亮在學業和研究上的幫助, 以及易昇 運萱 佑姍 馨雅 紹輔 沂潔 恬安 秉芸 佳穎, 在研究的路上有各位夥伴的陪伴讓我不寂寞 感謝明軒讓我在指狀腺體的研究不會感到孤單 感謝勝鑑在植物方面的交流 感謝牽牛和兆桐來自不同領域所給予的建議 更感謝王升陽老師實驗室在化學成份分析的實驗上給予大力的支援, 和不厭其煩教導我的 QQ 及噹噹學長 感謝高雄中學在紅樹林材料上的提供 更要感謝曾經陪我 下海 採集和蒐集資料的朋友們, 神棍 鴕鳥 阿盪 鳳君 譯壬 林大, 因為有你們幫忙讓我野外的實驗能夠順利的進行 以及許鳳育 鄒清芳 鄧宛蓉 李佑軒及葉佳修在台中生活上的陪伴, 讓我的碩士生活更有趣 也感謝生科系壘的各位讓我在研究之餘還能有在球場上奔跑的機會 許許多多關心我的朋友無法一一感謝, 只能謹記在心 對家人的感謝則是言語難以形容, 父母親對我的全力的支持, 生活上的照顧, 哥哥在生活和研究上的幫助與建議, 都讓我可以無後顧之憂的繼續向前 學海無涯, 一個階段的結束, 是另一個階段的開始 校園的景色依舊, 即將離開校園難免有幾分徬徨 也期許自己在未來的日子能學以致用, 為社會貢獻一己之力, 並且繼續保有當初那份好奇且求知的精神

摘要 紅樹林為天然生長於熱帶與亞熱帶河口與潮間帶地區的植物, 主要由不同科之喬木及灌木所構成之群落 而出現在紅樹科紅樹林植物葉片上的多種特殊構造是否有助於適應特殊的紅樹林環境仍然有待研究 因此本研究以紅樹科的三種紅樹林植物紅茄苳 (Brugriera gymnorhiza) 水筆仔(Kandelia obovata) 與五梨跤 (Rhizophora stylosa) 長在野外及栽植之植物為材料, 進行托葉 (stipule) 指狀腺體 (colleter) 及木栓疣 (cork wart) 的功能性試驗與解剖構造觀察, 並使用組織化學及氣相層析質譜儀分析水筆仔指狀腺體分泌物成份 期以瞭解指狀腺體與木栓疣之解剖構造, 並探討托葉 指狀腺體及木栓疣與適應紅樹林環境之可能關聯 水筆仔在不同程度去除托葉的試驗中, 結果明顯證實托葉能提供幼葉物理性的保護, 而位托葉基部近軸面的指狀腺體可能提供協同保護的功能, 其分泌物可能有助降低葉片的水分蒸散並利用其黏性來防止植食性昆蟲的取食 在未受托葉保護的處理組之新生葉片, 其葉片較小且出現許多傷痕及扭曲變形等生長不良的狀況, 包括葉面積 鮮重 葉柄長度 氣孔密度及海綿組織厚度等多項葉部特性均與具托葉保護的對照組呈顯著差異 所觀察的三種紅樹林植物之指狀腺體皆為標準型, 由與指狀腺體長軸平行之中軸薄壁細胞及與中軸呈垂直排列, 具分泌功能的柵狀薄壁細胞所構成 少數水筆仔指狀腺體稈的位置可發現獨立存在之管胞, 但五梨跤與紅茄苳則無, 顯示水筆仔屬可能具較特殊的演化位置 水筆仔指狀腺體分泌物中經組織化學測定出含有脂類與澱粉, 並進一步透過氣相層析質譜儀分析出含有數種烷類 托葉 指狀腺體及木栓疣的特徵明顯受到季節的影響而有所差異, 而不同鹽度之差別並不大 此三物種冬季的指狀腺體長度都明顯高於夏季, 顯示指狀腺體可能具有幫助紅樹科紅樹林植物適應季節變化的功用 生長於不同鹽度樣點的五梨跤族群在冬季均有較高木栓疣密度, 可能與植物在冬季較低溫時, 藉由提高木栓疣密度, 以維持植物體內運送至根尖分生組織的氣體量有關 五梨跤和水筆仔葉片在不同鹽度處理下反應有所不同 五梨跤葉片會透過改變下皮層厚度的方式來適應不同鹽度的環境, 顯示下皮層為葉片儲存水分的構造且具有緩衝鹽分的能力 水筆仔葉片中未發現特別的組織變化, 因此生理的調節機制可能是較為重要 本研究證實紅樹科紅樹林物種的托葉 指狀腺體及木栓疣等特徵會隨冬 夏兩季節不同而改變, 可能有助於其適應亞熱帶地區紅樹林環境冬季的強風與低溫, 然而詳細的適應機制未來仍需要更多的研究 關鍵字 : 紅樹科 水筆仔 紅茄苳 五梨跤 托葉 指狀腺體 木栓疣 葉特徵 解剖構造 下皮層 氣相層析質譜儀 烷類 i

Abstract Mangroves are the characteristic intertidal plant formations including, various species and families found along the sheltered tropical and subtropical coastlines. It is still not clear whether some particular leaf characters of mangrove Rhizophoraceae can help these plants adapting the mangrove environment. In this study, three species of mangrove Rhizophoraceae, Bruguiera gymnorhiza, Kandelia obovata and Rhizophora stylosa, were selected fort functional experiments and anatomical studies of stipules, colleters and cork warts using both plants naturally growing in the field and cultivated in pots with different salinies. Histochemical staining and GC/MS were used to analyze the composition of the exudates of colleters of K. obovata. The aims of this study were to understand the functional effects of stipules, colleters and cork warts to reveal the ways in which these structures are adaptation in the mangrove environment. In an experiment on K. obovata, it is confirmed that stipules provide physical protection to the young leaves, and that colleters located at the adaxial bases of stipules possibly provide protection for young leaves. The exudates of colleters coating the surface of young leaves may help reducing water transpiration, herbivore and pathogen attack. Newly developed leaves subdected to stipule removal developed into smaller and deformed mature leaves with obvious damage. Several leaf traits, including leaf area, fresh weight, petiole length, and stoma density, for leaves treated in this way were significantly lower than those of untreated leaves, protected by stipules during their development. The thickness of sponge tissue of the leaves with stipule removal, however, was significantly higher than that of untreated leaves. The colleters of all studied species are of standard type, which is comprised of central parenchyma cells and outer palisadelike parenchyma cells with secretory function. Only in K. obovata, a few of colleters were found to have independent tracheary elements at the stalk of colleter. This suggests that K. obovata might be a more derived taxon of this subfamily. Histochemical staining revealed that exudates of colleters of K. obovata contain lipid and starch. The results of gas chromatography mass showed that the exudates contain several alkanes. Unexpectedly, I found that the characteristics of the stipule, colleter and cork wart of studied mangroves are vared in winter and summer, but not by different salinity treatment. The colleter length is longer in winter than in summer. Moreover, cork wart density of R. stylosa is significantly higher in winter than in summer, regardless of salinity treatment. It is possibly that the winter leaves of R. stylosa increase the number of cork warts to maintain a better amount of gas exchange. The leaves of R.stylosa and K. obovata showed different responses to salinity: the thickness of hypodermis of R. ii

stylosa increased in the environment with higher salinity, while no detectable was found anatomical change in the leaf of K. obovata. The results suggest that hypodermis of R. stylosa is a water storage tissue with ability to buffer salinity, and K. obovata may have particular physiological regulation of its root system to cope with salt. This study revealed that the characteristics of stipules, colleters and cork warts differed between summer and winter. Such seasonal variation may help these mangroves coping with lower temperature and strong monsoon in winter in Taiwan. Further study is needed to better understanding of detail mechanisms. Key words: Rhizophoraceae, Kandelia obovata, Bruguiera gymnorhiza, Rhizophora stylosa,stipule, colleter, cork wart, leaf trait, anatomy, hypodermis, GC/MS, alkanes iii

目錄 摘要... i Abstract... ii 中文表目錄... vi 中文圖目錄... viii 英文表目錄... x 英文圖目錄... xiii 第一章 前言... 1 第二章 托葉和指狀腺體形態與水筆仔指狀腺體化學成分分析... 5 一 前言... 5 二 材料與方法... 12 三 結果... 16 1. 指狀腺體形態... 16 2. 水筆仔指狀腺體分泌物成分分析... 27 四 討論... 32 第三章 水筆仔托葉與指狀腺體功能性試驗... 36 一 前言... 36 二 材料方法... 38 三 結果... 42 1. 托葉及葉片生長... 42 2. 葉特徵... 52 3. 葉片結構... 69 四 討論... 77 第四章 托葉和葉片特徵之鹽度試驗... 81 一 前言... 81 二 材料方法... 85 三 結果... 87 iv

1. 葉片結構... 87 2. 指狀腺體與木栓疣... 98 四 討論... 115 第五章 引用文獻... 119 v

中文表目錄 表 21. 指狀腺體組織化學... 9 表 22. 紅樹科三物種冬季與夏季托葉和指狀腺體特徵... 18 表 23. 水筆仔指狀腺體分泌物化學成分... 31 表 31. 水筆仔托葉功能性試驗六種處理... 40 表 32. 水筆仔冬季與夏季托葉及葉片生長... 44 表 33. 隨機區集分析水筆仔第一次試驗樹冠下層葉片長度... 47 表 34. 隨機區集分析水筆仔第一次試驗樹冠層葉片長度... 47 表 35. 隨機區集分析水筆仔第二次試驗樹冠下層葉片長度... 49 表 36. Ttest 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片長度... 51 表 37. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠下層葉特徵 (2012. 5.13 6.16).. 55 表 37. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠層葉特徵 (2012. 5.13 6.16)... 55 表 39. 隨機區集分析第一次試驗水筆仔樹冠下層葉特徵 (2012. 5.13 6.16).. 56 表 310. 隨機區集分析第一次試驗水筆仔樹冠層葉特徵 (2012. 5.13 6.16)... 57 表 311. 水筆仔第一次試驗樹冠層與樹冠下層葉特徵比較 (2012. 5.13 6.16) 58 表 312. 第二次試驗樹冠下層水筆仔葉特徵 (2012. 10.19 2013. 2.17)... 60 表 313. 隨機區集分析第二次試驗水筆仔樹冠下層葉特徵 (2012. 10.19 2013. 2.17)... 60 表 314. 第三次試驗樹冠下層水筆仔葉特徵 (2013. 7.1 8.30)... 62 表 315. Ttest 第三次試驗樹冠下層水筆仔葉特徵... 62 表 316. 第一次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16)... 65 表 317. 第一次試驗水筆仔樹冠層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16)... 66 表 318. 第一次試驗水筆仔樹冠層與樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16)... 67 表 319. 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2013. 7.1 8.30)... 68 表 320. 水筆仔第一次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例 (2012. 5.13 6.16)... 72 表 321. 水筆仔第三次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例 (2013. 7.1 8.30)... 74 表 41. 不同樣點之水筆仔葉片解剖構造... 91 表 42. Ttest 分析不同樣點之水筆仔葉片解剖構造... 91 表 43. 不同鹽度處理之水筆仔葉片解剖構造... 92 表 44. Ttest 分析不同鹽度處理水筆仔葉片解剖構造... 92 表 45. 不同樣點之五梨跤葉片解剖構造... 95 表 46. Ttest 分析不同樣點之五梨跤葉片解剖構造... 96 表 47. 不同鹽度處理之五梨跤葉片解剖構造... 97 表 48. Ttest 分析不同鹽度處理之五梨跤葉片解剖構造... 97 vi

表 49. 不同鹽度樣點之水筆仔托葉與指狀腺體形態特徵... 101 表 410. 冬季與夏季不同樣點之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵... 102 表 411. 兩樣點冬季與夏季之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵... 103 表 412. 兩鹽度處理之水筆仔托葉與指狀腺體形態特徵... 104 表 413. 冬季與夏季不同鹽度處理之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵... 105 表 414. 不同鹽度處理冬季與夏季之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵... 105 表 415. 不同鹽度樣點之五梨跤托葉與指狀腺體形態特徵... 106 表 416. 冬季與夏季兩樣點之五梨跤葉片托葉指狀腺體形態特徵... 107 表 417. 兩樣點之冬季與夏季五梨跤葉片托葉指狀腺體形態特徵... 108 表 418. 不同鹽度處理之五梨跤葉片托葉指狀腺體形態特徵... 109 表 419. 夏季與冬季不同鹽度處理之五梨跤葉片 托葉與指狀腺體形態特徵... 110 表 420. 不同鹽度處理夏季與冬季之五梨跤葉片 托葉與指狀腺體形態特徵... 111 表 412. 五梨跤幼苗之葉片 托葉與指狀腺體形態特徵... 112 表 422. 五梨跤葉片木栓疣直徑與細胞排列... 114 vii

中文圖目錄 圖 21. 紅樹科三物種托葉與指狀腺體... 20 圖 22. 紅樹科三物種托葉... 21 圖 23. 紅樹科三物種指狀腺體透明法... 23 圖 24. 水筆仔指狀腺體管胞... 25 圖 25. 水筆仔指狀腺體解剖構造... 26 圖 26. 水筆仔指狀腺體蘇丹紅 IV 染色... 28 圖 27. 水筆仔指狀腺體組織化學測定... 30 圖 28. 水筆仔指狀腺體分泌物揮發性化合物氣相層析質譜圖... 31 圖 31. 水筆仔托葉功能性試驗六種處理示意圖... 41 圖 32. 全切托葉處理與對照組水筆仔葉片形態... 43 圖 33. 第一次水筆仔托葉功能性試驗葉片生長曲線... 46 圖 34. 第二次水筆仔托葉功能性試驗樹冠下層葉片生長曲線... 48 圖 35. 第三次水筆仔托葉功能性試驗樹冠下層葉片生長曲線... 50 圖 36. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠下層葉特徵... 53 圖 37. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠層葉特徵... 54 圖 38. 水筆仔托葉移除處理第二次試驗樹冠下層葉特徵 (2012. 10.19 2013. 2.17)... 59 圖 39. 水筆仔托葉移除處理第三次試驗樹冠下層葉特徵 (2013. 7.1 8.30)... 61 圖 310. 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2013. 7.1 8.30)... 64 圖 311. 第一次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16)... 65 圖 312. 第一次試驗水筆仔樹冠層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16)... 66 圖 313. 第一次試驗水筆仔樹冠層與樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16)... 67 圖 314. 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2013. 7.1 8.30)... 68 圖 315. 水筆仔第三次試驗樹冠下層葉片解剖構造 (2013. 7.1 8.30)... 70 圖 316. 水筆仔第一次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例圖 (2012. 5.13 6.16).. 71 圖 317. 水筆仔第三次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例圖 (2013. 7.1 8.30).. 73 圖 318. 水筆仔托葉植食生物... 75 圖 319. 螞蟻受水筆仔指狀腺體分泌物黏附於幼葉上... 76 圖 41. 不同樣點之水筆仔葉片解剖構造... 89 圖 42. 不同鹽度之水筆仔葉片解剖構造... 90 圖 43. 不同樣點之五梨跤葉片解剖構造... 93 圖 44. 不同鹽度之五梨跤葉片解剖構造... 94 圖 45. 五梨跤葉片遠軸面木栓疣... 100 viii

圖 46. 五梨跤葉片木栓疣連續切片... 113 ix

英文表目錄 Table 21. Histochemistry of colleters.... 9 Table 22. Stipule and colleter characteristic of three studied species of Rhizophoraceae in summer and winter.... 18 Table 23. Chemical composition of Kandelia obovate colleters analysed by gas chromatography/mass spectrometry.... 31 Table 31. Six treatments in the functional test of stiple of Kandelia obovata.... 40 Table 32. Stipule and leaf growth of Kandelia obovata in summer and winter seasons.... 44 Table 33. Results of randomized block analysis of Kandelia obovata leaf length, the first experiment at 1.2 m height.... 47 Table 34. Results of randomized block analysis of Kandelia obovata leaf length, the first experiment at 2.3 m height.... 47 Table 35. Results of randomized block analysis of Kandelia obovata leaf length of the second experiment at 1.2 m height.... 49 Table 36. Results of ttest of Kandelia obovata leaf length of the third experiment at 1.2 m height.... 51 Table 37. Leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16).... 55 Table 38. Leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m height (2012.5.13 6.16).... 55 Table 39. Randomized block analysis of leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16).... 56 Table 310. Results of randomized block analysis of leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m height (2012. 5.13 6.16).... 57 Table 311. Leaf traits of Kandelia obovata between two heights of the first experiment (2012. 5.13 6.16).... 58 Table 312. Leaf traits of Kandelia obovata of the second experiment at 1.2 m height (2012. 10.19 2013. 2.17).... 60 Table 313. Results of randomized block analysis of leaf traits of Kandelia obovata of the second experiment at 1.2 m height (2012. 10.19 2013. 2.17).... 60 Table 314. Leaf traits of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 62 Table 316. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16).... 65 x

Table 317. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m (2012. 5.13 6.16).... 66 Table 318. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at different height (2012. 5.13 6.16).... 67 Table 319. Stomatal density on leave of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m (2013. 7.1 8.30).... 68 Table 320. Leaf anatomical character and percentage of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16).... 72 Table 321. Leaf anatomical character and percentage of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 74 Table 41. Leaf structure of Kandelia obovata from different locations.... 91 Table 42. Ttest of leaf structure between two different locations of Kandelia obovata.... 91 Table 43. Leaf structure of Kandelia obovata from different treatments.... 92 Table 44. Ttest of leaf structure between two different treatments of Kandelia obovata.... 92 Table 45. Leaf structure of Rhizophora stylosa from different locations.... 95 Table 46. Ttest of leaf structure of Rhizophora stylosa between two different locations.... 96 Table 47. Leaf structure of Rhizophora stylosa from different treatments.... 97 Table 48. Ttest of leaf structure between two different treatments of Rhizophora stylosa.... 97 Table 49. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from two different locations.... 101 Table 410. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different seasons and locations.... 102 Table 411. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different salinity locations and seasons.... 103 Table 412. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from two salinity treatments.... 104 Table 413. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different seasons and salinity treatments.... 105 Table 414. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different salinity treatments and seasons.... 105 Table 415. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from two locations with different salinities.... 106 Table 416. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora xi

stylosa from different season and salinity location.... 107 Table 417. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different locations and seasons.... 108 Table 418. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different treatments.... 109 Table 419. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different season and treatment.... 110 Table 420. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different treatment and season.... 111 Table 421. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa seedling from different locations.... 112 Table 422. Cork wart diameter and cell arrangement in leaves of Rhizophora stylosa cultivated at salinity 30 PSU.... 114 xii

英文圖目錄 Fig. 21. Stipules and colleters of three studied species of Rhizophoreae.... 20 Fig. 22. Stipule stoma of three studied species of Rhizophoreae.... 21 Fig. 23. Clearing method colleters of three studied species of Rhizophoreae.... 23 Fig. 24. Vascular trace of colleters of Kandelia obovata.... 25 Fig. 25. Colleter anatomy of Kandelia obovata.... 26 Fig. 26. Sadan IV test of the colleters of Kandelia obovata.... 28 Fig. 27. Histochemical staining of the colleters of Kandelia obovata.... 30 Fig. 28. GC/mass spectrum of volatile compounds exptracted from Kandelia obovata colleters.... 31 Fig. 31. Diagram showing six treatments of stipule functional test of Kandelia obovata.... 41 Fig. 32. Leaf morphology of Kandelia obovata between control and stipule removal treatments.... 43 Fig. 33. Leaf growth curve of Kandelia obovata of the first experiment (2012. 5.13 6.16).... 46 Fig. 34. Leaf growth curve of Kandelia obovata of the second experiment at 1.2 m height.... 48 Fig. 35. Leaf growth curve of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 50 Fig. 36. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the first experiment at 1.2 m height.... 53 Fig. 37. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the first experiment at 2.3 m height.... 54 Fig. 38. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the second experiment at 1.2 m height (2012. 10.19 2013. 2.17).... 59 Fig. 39. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 61 Fig. 310. Stomata on leaves of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 64 Fig. 311. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16).... 65 Fig. 312. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m height (2012. 5.13 6.16).... 66 Fig. 313. Stomatal density of Kandelia obovata leaves of the first experiment at xiii

different height from tree base (2012. 5.13 6.16).... 67 Fig. 314. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m (2013. 7.1 8.30).... 68 Fig. 315. Leaf cross sectines of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 70 Fig. 316. The percentage of leaf anatomical characters of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16).... 71 Fig. 317. The percentage of leaf anatomical characters of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30).... 73 Fig. 318. Herbivores on stipule of Kandelia obovata.... 75 Fig. 319. Dead ants on the young leaf of Kandelia obovata coated with exudates of colleters.... 76 Fig. 41. Leaf transverse sections of the Kandelia obovata from different locations.... 89 Fig. 42. Leaf transverse sections of the Kandelia obovata from different treatments.. 90 Fig. 43. Leaf transverse sections of the Rhizophora stylosa from different locations.. 93 Fig. 44. Leaf transverse sections of the Rhizophora stylosa from different treatments. 94 Fig. 45. Cork warts at abaxial leaf surface of Rhizophora stylosa.... 100 Fig. 46. Series sections of a cork wart on leaves of Rhizophora stylosa cultivated at salinity 30 PSU.... 113 xiv

第一章 前言 紅樹林 (mangroves) 廣泛分布於世界熱帶 亞熱帶的海岸線 河口及潮間帶 紅樹林一詞也可用來指稱這個特殊的植物群落 紅樹林由適應此環境之喬木 灌木和其它植物所構成, 植物種類包含許多不同的科別, 如海茄苳科 (Avicenniaceae) 紅樹科 (Rhizophoraceae) 及海桑科 (Sonneratiaceae) 等, 其中紅樹科占紅樹林物種數中相當高的比例 ( 約 19 種, 包含雜交種 )(Spalding et al., 2010) 紅樹林有廣義與狹義之分 : 廣義紅樹林是指生長在海平面以上的潮間帶 河流及河口等環境中, 各種喬木 灌木 棕櫚或蕨類植物 意指生長於熱帶 亞熱帶河口 沿海潮間帶之所有植物 (Clough, 2013); 狹義紅樹林則只限於生長在熱帶 亞熱帶河口 海岸最高潮線以下平均高潮線以上之喬木及灌木 ( 薛,1995) Tomlinson(1986) 曾將紅樹林分為主要 (major) 及次要 (minor) 分子, 主要指的是生存在河口 海口潮間帶環境中但無法適應陸生環境之植物, 且具有適應環境之特殊形態, 如胎生苗及支柱根現象 次要則指生長在該植群周圍, 但非主要構成者, 且可適應陸生環境 另一對紅樹林植物的定義為喬木 灌木 棕櫚 草本或蕨類植物, 主要生長在熱帶和亞熱帶地區的潮間帶, 並對環境中的鹽分及土壤缺氧的條件有相當的耐受性, 且繁殖體能透過海水來傳播 (Saenger, 2002) 而 Spalding 等人對於紅樹林的植物的認定是被認為較為合適的, 因其包含了主要的紅樹林物種 (Clough, 2013) 紅樹林的物種數, 因學者對紅樹林的定義不同而有所差異 Tomlinson(1986) 將主要紅樹林物種分為 5 科 9 屬 34 種 Hogarth(1999) 將紅樹林物種分為 16 科 20 屬 54 種 Saenger(2002) 認為有 26 科 39 屬 84 種 Spalding et al.,(2010) 則將紅樹林植物分為 21 科 70 種 紅樹科為紅樹林植物中相當重要的一科, 紅樹科共有 16 屬 120 種, 其中有 4 屬 16 種為紅樹林物種, 包含紅茄苳屬 [ 或稱木欖屬 ] (Bruguiera) 水筆仔屬(Kandelia) 紅樹屬(Rhizophora) 及細蕊紅樹屬 (Ceriops) (Spalding et al., 2010) 紅樹林植物必須適應海水所帶來的鹽分變化, 海浪的拍打及潮汐規律的淹沒, 以及潮間帶缺氧的土壤和強勁的海風 (Paliyavuth, 2004;Clough, 2013), 因此產生許多特殊的形態 構造及生殖特性, 如胎生現象及氣生根 胎生苗的現象在紅樹科的水筆仔屬 紅樹屬 細蕊紅樹屬及紅茄苳屬都可以見到 果實在成熟後並無休眠或掉落, 而是持續吸收親樹養分並且長出下胚軸 (hypocotyl), 一般認為此現象有助於紅樹林植物適應紅樹林環境 (Tomlinson, 1986) 水筆仔的研究顯示, 胎生苗的現象與耐鹽的特性並無直接相關性 (Wang, 2002) 而胎生苗的下胚軸外層覆有蠟質, 可防止海水的滲透, 使其成為呼吸管狀構造, 且能在潮間帶快速的豎 1

立, 以避免潮水的淹沒 (Tomlinson, 2000) 海茄苳科的海茄苳屬 (Avicennia) 物 種雖無明顯的下胚軸, 但種子同樣無休眠的現象, 胚軸在果實掉落前即開始生長, 一旦掉落後便快速成長, 此現象稱為隱胎生 (cryptic vivipary)( Tomlinson, 1986) 紅樹林植物根部生長於缺氧的底質, 需要透過露出於地表的氣生根表面來獲得空氣 (Tomlinson, 1986) 氣生根依形態差異又可分為下列幾種:(1) 支柱根 (stiltroots), 紅樹屬有相當發達的支柱根自植株樹幹或是底部枝條長出, 於中途分岐, 插入土壤成為支柱根, 其支持的功能在成熟植株上較為明顯, 其主幹常枯萎, 僅靠支柱根支持, 且大部分次生加厚多出現在支柱根, 進而產生支持根取代主幹的現象, 支柱根在細蕊紅樹屬及紅茄苳屬則較不發達 ( 薛,1995;Tomlinson, 1986); (2) 呼吸根 (pneumatophores), 指地下根系統以某些形式向上延伸, 直立於底質表面, 如, 海茄苳屬的指狀呼吸根 ;(3) 膝根 (knee root) 常出現在紅茄苳屬及細蕊紅樹屬, 橫向的根週期性的產生偏心 (eccentric) 的次生加厚, 因此形成膝狀構造突出於底質表面 (Tomlinson, 1986) 儘管紅樹林生長於海岸環境, 但富含鹽分的海水並無法直接利用, 需透過特殊機制來取得水分 (Tomlinson, 1986) 因此紅樹林植物實際上為生理上的乾旱, 而葉片也為旱生植物 (xerophyte) 的特徵 (Tomlinson, 1986;Naskar and Mandal, 1999) 其葉片上表皮層有較厚的細胞壁, 且常覆有蠟或角質層 葉片中常含有下皮層 (hypodermis) 或無色的儲水組織 (waterstorage), 突起的保衛細胞圍繞著凹陷的氣孔, 葉表面常覆蓋厚的臘或絨毛, 部分物種葉片上具有能分泌鹽分的鹽腺 (Zheng, 1999;Sheue, 2003;Parida et al., 2010) 橫跨臺灣本島南部的北迴歸線, 將臺灣概分為熱帶及亞熱帶氣候型, 屬於紅樹林自然分布較北之地理區 ( 薛,1995) 臺灣過去有 3 科 6 屬 6 種紅樹林植物, 分別為紅樹科水筆仔屬的水筆仔 (K. obovata) 紅樹屬的五梨跤(R. stylosa) 紅茄苳屬的紅茄苳 (B. gymnorhiza) 細蕊紅樹屬的細蕊紅樹(C. tagal), 海茄苳科海茄苳屬的海茄苳 (A. marina), 使君子科 (Combretaceae) 欖李屬 (Lumnitzera) 的欖李 (L. racemosa)( Li et al., 1997) 其中細蕊紅樹與紅茄苳在 1959 年的調查中分別僅 1 棵和 22 棵, 後因高雄港的擴建工程, 導致兩物種皆已在野外滅絕 ( 胡, 1959) 本研究所使用的紅樹科 (Rhizophoraceae) 紅樹林物種, 包含水筆仔屬的水筆仔 ( Kandelia obovata Sheue, Liu & Yong) 紅樹屬的五梨跤(Rhizophora stylosa Griff.) 及紅茄苳屬的紅茄苳 (Bruguiera gymnorhiza (L.) Savigny) 前二種為臺灣原生之紅樹林植物, 而紅茄冬則是採自日本琉球地區栽植於淡水條件之若干棵標本樹 2

產於臺灣之水筆仔過往一直被誤認為 Kandelia candel (L.) Druce, 在 2003 才被發表為新種 (Kandelia obovata Sheue, Liu & Yong)( Sheue, 2003a), 該研究將原先認為全世界僅有一種的水筆仔屬, 區分為分布於南中國海以南的 Kandelia candel (L.) Druce 及南中國海以北的水筆仔 水筆仔葉呈倒卵形至倒卵橢圓形, 葉先端鈍形至微凹, 基部漸狹 ; 托葉 2.5 3.3 cm, 托葉近軸面底部具有 95 110 個指狀腺體 ; 花序二岐, 小苞片 U 形, 萼片 5 裂白色, 花瓣前端分裂, 花藥深粉紅色, 長 1.2 1.8 mm, 花柱 1.4 1.6 cm 長 ; 果卵形 1 1.5 cm 長, 萼筒長 6 8 mm, 下胚軸長 15 20 cm 臺灣原生之五梨跤經過再確認, 其學名應為 (Rhizophora stylosa Griff.), 而非過去所使用的 R. mucronata( 呂等,1999) 五梨跤葉對生, 革質, 橢圓至寬橢圓形, 葉先端具芒尖, 基部楔形, 下表面密生紅褐色顆粒 ; 托葉早落,4 6 cm 長 ; 聚繖花序, 花萼卵形,4 枚, 花瓣 4 枚, 長約 8 mm, 密生絨毛, 雄蕊八枚, 花藥長約 5 mm, 花柱細長約 5 mm; 果實倒梨形, 下胚軸長約 30 cm( 呂等,1999) 五梨跤支柱根 (stilt root, a.k.a. prop root) 發達, 自樹幹或側枝長出後分岐, 沒入地下形成支柱根, 主幹常枯萎僅剩支柱根以維持植株生長 ( 薛,1995) 紅茄苳 (Bruguiera gymnorhiza (L.) Savigny) 葉革質, 長橢圓形, 先端銳, 基 部楔形 ; 花腋生, 萼筒紫紅色, 裂片線形 ; 花瓣與花萼裂片同數, 先端 2 裂, 裂 片頂端具長毛 ; 雄蕊約 20 枚 ; 果實圓錐形, 長 2 2.5 cm(li, 1977) 紅樹科的植物具有大而明顯, 光滑且早落的托葉, 包覆於幼葉和花序上 (Hou, 1958) 且在其托葉底部近軸面具有數量不一的指狀腺體(colleter) 出現, 指狀腺體明顯分泌出黏液使托葉內的幼葉浸潤於其中 指狀腺體為植物體上一種多細胞且會分泌黏液物質的腺體構造 它常出現於雙子葉植物幼嫩的營養器官及繁殖器官之近軸面, 例如節 葉片 苞片和花朵上, 通常被認為具有保護發育中初生組織的功能 (Fahn, 1990;Thomas, 1991) 另外, 紅樹屬植物之葉片皆有可能具木栓疣 (cork wart) 的出現 (Sheue, 2003) 木栓疣為一木栓化的構造, 可能有助植物對抗昆蟲的刺穿 (punctures) 機械性傷害或微生物的傷害(Fahn, 1990) 但其真正的扮演的生理功能仍未十分清楚 過去對於托葉的形態 位置的描述已相當豐富, 且皆推論包覆於幼葉外的托葉是具有保護的功能, 但未有實際的實驗證據可顯示其功能性 而存在於托葉內的指狀腺體雖只在若干科的植物體可見, 多數的研究著重於其形態及構造或其泌出物之分析, 其功能性也尚未有研究證實 紅樹科指狀腺體化學成份的研究相當缺乏, 且有關指狀腺體化學成份的研究, 大多使用較為簡易的方式來測定 另外, 出現在紅樹屬物種葉片上的木栓疣, 是否有助於紅樹屬植物適應含鹽分的紅樹林 3

環境, 也尚無定論 本研究之目的如下 (1) 觀察指狀腺體解剖構造及特徵在季節間是否有差異, 並使用氣相層析儀分析水筆仔指狀腺體分泌物, 以期有助於瞭解指狀腺體所可能具有的功能 (2) 以水筆仔為材料, 觀察原托葉內新生之葉片在不同程度的托葉去除與指狀腺體處理情況下, 其生長受影響之情況, 以探討托葉與指狀腺體是否具有保護的功能 (3) 觀察生長於不同的鹽度條件下, 水筆仔與五梨跤指狀腺體及五梨跤木栓疣是否具有差異, 以探討指狀腺體與木栓疣是否具有協助紅樹林植物適應不同鹽分環境的功能 期望透過野外的試驗及人工栽培處理 解剖構造的觀察與化學成份的分析, 能更清楚托葉 指狀腺體及木栓疣, 在紅樹科紅樹林物種適應紅樹林環境上所扮 演的角色 4

第二章 托葉和指狀腺體形態與水筆仔指狀腺體化學成分分析 一 前言 指狀腺體 (colleter) 為植物體上一種多細胞且會分泌黏液物質的腺體構造 指狀腺體常出現於雙子葉植物幼嫩的營養器官及繁殖器官之近軸面, 例如節 葉片 苞片和花朵上, 通常被認為具有保護發育中初生組織的功能 (Fahn, 1990;Thomas, 1991) 指狀腺體目前已在 60 餘科之植物體上被發現 (Thomas, 1991), 近年來持續有新的科被報導, 如豆科 (Paiva, 2009) 冬青科(Gonzalez and Tarrago, 2009) 蘭科 (Leitão et al., 2008) 及玉蕊科 (Paiva, 2012) 指狀腺體的外觀上一般可區分為頭部 (head) 及連接植物組織的柄 (stalk) 解剖構造上由中軸薄壁細胞 (center axia parenchyma) 及外圍垂直排列於中軸, 具有分泌功能的柵狀薄壁細胞 (plisadelike parenchyma) 所組成 (Lersten, 1974b; Thomas, 1991) 符合上述形態的指狀腺體則被稱為標準型(standard type)( Lersten, 1974a;b), 而已報導的指狀腺體形態也以標準型居多 研究顯示指狀腺體是由表皮和表皮下層的薄壁細胞所發育而來 表皮細胞進行垂周分裂 (anticlinal division) 增加其周長, 形成指狀腺體外圍與中軸垂直呈柵狀排列具有分泌功能的薄壁細胞 ; 而下層細胞進行平周分裂 (periclinal division) 和延伸形成中軸薄壁細胞 (Kuruvilla et al., 1990;Thomas, 1991;AppezzatodaGlória and Estelita, 2000;Paive and Machado, 2006) 茜草科的植物通常具明顯的托葉, 在其托葉的近軸面 (adaxial) 基部即具指狀腺體 除了常見的標準型指狀腺體外, 依照形態與構造上的變化, 茜草科的托葉指狀腺體尚有其它三型, 分別為樹枝型 (dendroidlike) 刷型 (brushlike) 和退化標準型 (reduce standard) 樹枝型指狀腺體具有中軸細胞及細長且分離的分泌細胞, 刷型指狀腺體分泌細胞類似於樹枝型但中軸較短, 退化標準型指狀腺體則類似於標準型, 但分泌細胞平行中軸細胞排列, 且數量明顯少於標準型 (Lersten, 1974a;b) 夾竹桃科植物的指狀腺體可能會出現在葉柄 花萼及苞片等地方 (Thomas, 1991) 而針對其中幾個屬所做的研究中顯示出現在夾竹桃科物種花萼 (calyx) 上的指狀腺體除了標準型外, 還有可能由標準型衍生而來的形態 透過中軸細胞分離產生的分叉型 (bifurcated), 分泌細胞增殖和延伸所產生的片狀 (laminar) 和無柄型 (sessile) 指狀腺體, 而所衍生出不同形態的指狀腺體, 其分泌細胞明顯多於標準型, 可能有利於指狀腺體在有限的空間中產生最多物質 (Simões et al., 2006) 冬青科 (Aquifoliaceae) 冬青屬 (Ilex) 的指狀腺體研究中顯示出現在葉柄基部兩側的托葉是呈指狀腺體狀的, 另有存在苞片邊緣的無柄型 (sessile) 和葉原體上的淚滴型 (lachrymiform) 指狀腺體 (Gonzalez and Tarrago, 5

2009) 在蘭科植物(Orchidaceae)Rodriguezia venusta Oncidium flexuosum 上所發現的腺體結構與標準型指狀腺體有所差異, 由 27 個細胞, 單列排列組成, 具有分泌的功能, 有研究者亦將之稱為指狀腺體 (Leitão and Cortelazzo, 2008;Mayera et al., 2011) 有些指狀腺體可能會具有維管束 (vascular) 或乳汁管 (laticifers)( Thomas, 1991) 指狀腺體中具有維管束組織已在許多雙子葉植物中被報導, 如夾竹桃科 (Apocynaceae) 的 Mandevilla illustris M. velutina (AppezzatodaGloria and Estrlita, 2000) 及夾竹桃 (Nerium indicum)( Thomas and Dave, 1989b) 茜草科(Rubiacae) 的 Simira glaziovii(klein et al., 2004) 冬青科(Aquifoliaceae) 冬青屬 (Ilex) 物種的托葉狀指狀腺體中 (Gonzalez and Tarrago, 2009) 和紅樹科 (Rhizophoraceae) 的水筆仔 (Kandelia obovata)( Sheue et al., 2013) 但部分物種則無, 如夾竹桃科的研究中確認七種夾竹桃科的物種, 指狀腺體中並無維管束的構造存在 (Simões et al., 2006) 其它如茜草科(Rubiaceae) 的 Gardenia gummifera(kuruvilla et al., 1990) 油桃木科 (Caryocaraceae)Caryocar brasiliensee(paive and Machado, 2006) 紅樹科 (Rhizophoraceae) 的 Rhizophora mangle(lersten and Curtis, 1974) 和蘭科 (Orchidaceae)Rodriguezia venusta(leitão et al., 2008) 等之指狀腺體亦無維管束的構造 所有紅樹科的物種皆具有大而明顯 光滑且早落的托葉, 包覆於幼葉和花序上 (Hou, 1958) 紅樹屬指狀腺體曾被描述如下 紅樹屬托葉內的黃色腺體可能具有生理上的意義, 而托葉內葉原體所浸泡的黏液看似來自於此腺體 (Gill and Tomlinson, 1969) 進一步觀察紅樹屬物種紅樹(Rhizophora mangle) 可見指狀腺體位托葉底部近軸面呈柵狀排列, 且明顯分泌出黏液 (Lersten and Curtis, 1974) 水筆仔屬 (Kandelia) 的兩物種 (K. candel, K. obovata) 亦皆具指狀腺體, 且在指狀腺體排列的數量及總數上有所差異 (Sheue et al., 2003a) 紅樹科紅樹林物種 Rhizophora mucronata 與內陸物種 Cassipourea malosana 皆具有指狀腺體存在托葉底部近軸面, 但生長於紅樹林環境的 Rhizophora mucronata 指狀腺體數量明顯多於內陸種 C. malosana(thiebaut and Hoffmann, 2005) 許等人 (Sheue et al., 2013) 對紅樹科指狀腺體形態做系統性比較研究指出紅樹林的物種常比內陸之物種具多量且大型的指狀腺體, 此可能意涵此種腺體具適應紅樹林環境的意義 新近紅樹科托葉特徵 指狀腺體在托葉內的排列方式及特徵已被清楚描述 (Sheue, 2003;Sheue et al., 2012;2013) 紅樹科之紅樹林物種之指狀腺體皆為標準型, 但在屬之間仍可依其形態上的差異再以區分 : 如紅茄苳屬呈短柄棒狀 (shortstalked rod) 細蕊紅樹屬和水筆仔屬為長柄棒狀 ( longstalked rod) 紅樹屬呈無柄漸尖棒狀 (acuminate rod) 而紅樹科內陸物種指狀腺體亦為標準型, 但在數量和大小上明顯較少或較小, 其中山紅樹屬的 Pellacalyx axillaris 托葉上僅觀察到僅由數十個表 6

皮細胞所形成非常微小的突起, 可能是退化的指狀腺體 (Sheue et al., 2012;2013) 指狀腺體所分泌的液體為黏液或樹脂狀物質且不溶於水 (Evert, 2007), 分泌 物覆蓋於初生的植物器官表面, 可能具有保護發育中植物器官與分生組織避免受 到乾燥 病原體和植食動物傷害的功用 (Thomas, 1991) 指狀腺體分泌物由外層具分泌功能的薄壁細胞所產生, 分泌細胞內通常含有豐富的內質網 高爾基體和粒線體 (Evert, 2006) 油桃木科(Caryocaraceae) Caryocar brasiliense 的指狀腺體分泌細胞在分泌時期有相當緻密的細胞質, 並含有豐富的粒線體和高爾基體, 且高爾基體周圍常出現許多細小液胞, 因此指狀腺體分泌物質可能是源自於高爾基體 ; 另外, 中軸細胞與分泌細胞之間存在胞間連絲 (Paive and Machado, 2006) 紅樹林植物水筆仔之指狀腺體也具上述相似的微細構造 (Sheue et al., 2013) 由分泌細胞所產生的分泌物經常累積於分泌細胞與角質層之間的細胞間隙 (cell space), 通常必須藉由角質層破裂的方式以散佈到植物器官表面 (Fahn, 1990;Paive and Machado, 2006a;Sheue et al., 2012;2013) 指狀腺體內已被報導含有下列多種物質 如萜烯類 (terpene) 物質 脂類 (lipid) 多醣類 (polysaccharide) 果膠物質 (pectin) 蛋白質 (protein) 黏液 (mucilage) 酚類 (phenolic) 澱粉 (starch) 及醣類 (sugar)( Table 21) 夾竹桃科 (Apocynaceae) 的軟枝黃蟬 (Allamanda cathartica) 葉柄和繁殖器官上的指狀腺體分泌物中含有葡萄糖和鼠李糖 (rhamnose)( Thomas and Dave, 1989a) 夾竹桃(Nerium indicum) 指狀腺體中含有澱粉 蛋白質 脂質 鼠李糖 葡萄糖和阿拉伯糖 (Thomas and Dave, 1989b) Roupelia grata 指狀腺體分泌物中檢測出含有醣類及胺基酸 (Thomas et al., 1989) 飄香藤屬的 Mandevilla illustris 和 M. velutina 指狀腺體分泌細胞中含有多醣物質, 而分泌細胞在分泌期含有澱粉及黏液, 在分泌後期則含有脂質 (AppezzatodaGloria and Estrlita, 2006) 茜草科 (Rubiaceae) 的 Gardenia gummifera 指狀腺體分泌細胞不論成熟與否皆含有蛋白質, 而未成熟的分泌細胞還含有多醣和脂質, 中軸細胞僅含有多醣物質 (Kuruvilla et al., 1990) 油桃木科(Caryocaraceae)Caryocar brasiliense 的指狀腺體分泌物檢測出含有果膠 脂質及蛋白質 (Paive and Machado, 2006) 冬青科 (Aquifoliaceae) 冬青屬 (Ilex) 的研究中, 使用 Bradford 蛋白質分析法檢測出指狀腺體分泌物中存在豐富的蛋白質 (Gonzalez and Tarragó, 2009) 豆科(Fabaceae) Copaifera langsdorffii 的指狀腺體分泌物中則含有高吸濕性的多醣類及脂質 (Paiva, 2009) 在蘭科(Orchidaceae)Rodriguezia venusta 的研究中指出, 其指狀腺體分泌物中含有碳水化合物及黏液物質 另一蘭科植物 Oncidium flexuosum 之指狀腺體 7

的組織化學試驗顯示分泌細胞中存在蛋白質與親脂性物質 (Mayer, 2011) 紅樹科 (Rhizophoraceae) 五梨跤 (Rhizophora stylosa) 托葉受傷後所流出的液體, 透過薄層色譜法 (Thin Layer Chromatography, TLC) 分析後發現其中含有半乳糖 (galactose) 的成份 (Primack and Tomlinson, 1978) 紅樹林植物生長於特殊的紅樹林環境, 植物體中已被發現含有多種特殊的化學成分且具有抑制病菌的功效 (Zhao and Guo, 2004;Liu, 2010) 已知水筆仔屬植物體中含有脂肪酸 蛋白質 酚類物質 生物鹼 (alkaloid) 苯醌類(benzoquinone) 皂苷 (saponin) 類胡蘿蔔素 (carotenoid) 多醣 含氮化合物 甾醇 (sterol) 萜類 單寧 (tannin) 及黃酮類 (flavonoid) 等多種化合物 (Bandaranavake, 2002; 陳和龍,2006;Han and Fu, 2009) 水筆仔葉片乙醇萃取物中分離出黃酮類的蘆丁 (rutin)( Li et al., 2002), 胚軸中則含有豐富的烷類 (Huang et al., 2005), 且根 葉 果實 枝條的乙醇萃取物對數種菌株都有抑制的功效 (Han and Fu, 2009) 臺灣的水筆仔樹皮丙酮萃取液中分離出原天竺葵 (propelargonidin) 原花青素 (procyanidin) 及特殊的水筆仔素 (kandelins)( Hsu et al., 1985) 紅茄苳屬的紅茄苳植物體內含有多種初級及次級代謝物, 包括醣類 長鏈脂肪酸 類胡蘿蔔素 烴類化合物 (hydrocarbons) 蛋白質 木質素(lignin) 萜類 酚類 甾醇 黃酮類及單寧等成分 (Bandaranavake, 2002;Shang and Long, 2005;Homhual, 2006) 紅樹屬的五梨跤被報導葉片含有脂肪酸 烴類 萜類及甾醇等化合物 (Bandaranavake, 2002;Zhao et al., 2004) Rhizophora mucronata 植物體內主要成分含有生物鹼 花青素 胡蘿蔔素 蛋白質 皂苷 醣類 萜類 甾醇 烴類及脂肪酸等多種化合物 (Bandaranavake, 2002;He et al., 2004), 而印度 Rhizophora mucronata 根部的乙酸乙脂萃取物中則分離出三種新的二萜化合物 (rhizophorins C E)(Ammanamanchi et al., 2002) 廣西海茄苳(Avicennia marina) 的葉片甲醇萃取物中鑑定出海茄苳醌等十種化合物 (Jia et al., 2004) 海南島的土沉香 (Excoecaria agallocha) 枝條乙醇萃取液中, 鑑定出包含羽扇豆醇等十種次生代謝物 (Li et al., 2006) 日本西表島的七種紅樹林植物葉片及根部皆含有豐富的脂質成分, 且水筆仔與紅茄苳幼苗體內的脂質成分含量與環境鹽度有關 (Hirosuke et al., 2003) 8

表 21. 指狀腺體組織化學 Table 21. Histochemistry of colleters. plant Odontadenia lutea (Apocynaceae) (Martins, 2012) Mandevilla illustris (Apocynaceae) (Appezzato and Estrlita, 2000) Nerium indicum (Apocynaceae) (Thomas and Dave, 1989b) Allamanda cathartica (Apocynaceae) (Thomas and Dave, 1989a) Caryocar brasiliense (Caryocaceae) (Paiva and Machado, 2006) Rodriguezia venusta (Orchidaceae) (Leitão and Cortelazzo, 2008) + 陽性反應 ; 無反應 + positive reaction. negative reaction lipids + + + + polysaccharides + + + pectin + proteins + + mucilage + + terpenoids starch + + phenolic + sugars + + 9

表 21. 指狀腺體組織化學 Table 21. Histochemistry of colleters. plant Oncidium flexuosum (Orchidaceae) (Mayera et al., 2011) Rhizophora stylosa (Rhizophoraceae) (Primack and Tomlinson, 1978) Gardenia gummifera (Rubiaceae) (Mangalan et al., 1990) Mitragyna parvifolia (Rubiaceae) (Thomas and Dave, 1990) Simira glaziovii (Rubiaceae) (Klein et al., 2004) Rhizophora stylosa (Rhizophoraceae) (Primack and Tomlinson, 1978) + 陽性反應 ; 無反應 + positive reaction. negative reaction lipids + + + polysaccharides + pectin + proteins + + + + mucilage + terpenoids + starch + phenolic sugars + + + 10

先前報導指出紅樹科紅樹屬的 Rhizophora mangle 之指狀腺體內並無維管束的存在 (Lersten and Curtis, 1974), 但新近在同亞科中的水筆仔屬水筆仔指狀腺體內則發現有管胞 (tracheid) 的存在 (Sheue et al., 2013), 此顯示同亞科內的其它物種, 其指狀腺體中維管束存在的情況仍有待確定 過往關於指狀腺體的研究多為描述型的報告, 多未將氣候因子或季節因素列入考量 雖然指狀腺體分泌物化學成分的研究已有相當報導, 但多以組織化學方式檢測, 缺乏較精確的分析結果, 且紅樹科指狀腺體分泌物的研究尤其稀少, 仍有待進一步瞭解 有鑑於此, 本研究欲確認紅樹科內三屬不同的紅樹林植物其指狀腺體內維管束存在的情形, 並觀察托葉與指狀腺體各項特徵是否有季節上的變化 使用組織化學染色來測定水筆仔指狀腺體細胞內可能所含的物質, 並進一步使用儀器分析水筆仔指狀腺體分泌物, 期望藉由了解指狀腺體分泌物所含的成分, 以期有助於瞭解指狀腺體所可能具有的功能 11

二 材料與方法 水筆仔托葉採自彰化縣芳苑鄉王功村王功漁港北側堤防內之潮溝 (N 23 58 55. 83 E 120 19 44. 71, 代號 UK) 此處主要樹種為水筆仔, 樹高約 2 3 m 為水利局於 1983 年所栽植, 面積約 1.5 公頃 ( 薛,1995) 特生中心並於 1993 年加強復育少數欖李及五梨跤 鹽度約 10 27 PSU(practical salinity unit) 之間, 屬砂質壤土 ( 薛,1995) 實際測量鹽度約 17 22 PSU, 平均鹽度 20 PSU 實驗期間平均氣溫約 24.6,7 月最暖月均溫 29.1, 一月最冷月均溫 16.9, 平均降雨量 244.7 mm( 資料來源 : 中央氣象局 ) 實用鹽度單位 (PSU): 利用水樣所量測出來之導電度與標準海水間之導電度比 (Rt), 來計算水中鹽度, 其數值大約等同於千分比 ( 0 / 00 ) 1 S = a 0 +a 1 R 2 3 t +a 2 R t +a 3 R 2 t +a 4 R 2 5 t +a 5 R 2 t + S t15 S= [ 1+0.0162(t15) ] (b 1 0+b 1 R 2 3 t +b 2 R t +b 3 R 2 t +b 4 R 2 5 2 t +b 5 R t a 0 = 0.0080 a 1 = 0.1692 a 2 = 25.3851 a 3 = 14.0941 a 4 = 7.0261 a 5 = 2.7081 ) b 0 = 0.0005 b 1 = 0.0056 b 2 = 0.0066 b 3 = 0.0375 b 4 = 0.0636 b 5 = 0.0144 R t = C ( 水樣於一大氣壓下,t 條件下 ) / C (32.4356 克 / 公斤 KCl 溶液於一大氣壓, t 之條件下 ) C = 導電度 ( 環境保護署 水中鹽度檢測法 ) 五梨跤托葉採自台南市南區鯤鯓里 (N 22 57 29. 81 E 120 10 32. 87, 代號 WR), 平均樹高約為 3.4 m 鹽度約 18 23 PSU 之間, 屬砂質壤土 ( 薛,1995) 實際測量鹽度約 20 PSU 實驗期間平均氣溫約 24.7,7 月最暖月均溫 29.4, 一月最冷月均溫 17.5, 平均降雨量 144.6 mm( 資料來源 : 中央氣象局 ) 紅茄苳托葉取自於中興大學生命科學系館, 植株於 2006 年來自日本琉球, 長 年栽培於淡水中, 種植時間約八年 五梨跤幼苗與水筆仔胎生苗於 2012 年 2 月採集自野外 五梨跤幼苗於 WR 採集已生長兩對葉片的幼苗 ( 平均幼苗高度 35.6 cm) 連同土壤帶回, 混和一般土壤及蛇木屑以增加空隙, 種植於花盆 ( 高 13 cm, 直徑 17 cm, 底部具孔隙 ) 中, 每盆一棵, 每三盆置於塑膠盆 ( 長 49 cm, 寬 38 cm, 高 12 cm) 內, 加入以自來水和海水素 (Marine Salt Pro,TM3200,Tetra,USA) 配製成鹽度 20 PSU 的人工海 12

水, 淹沒至花盆一半的高度 (7.8 cm, 約 7 L), 每日調整鹽度和水位 鹽度條件為 參考野外自然環境所設置 每一塑膠盆視為一重複, 三重複, 共 9 株 水筆仔取自彰化縣芳苑鄉王功漁港北側堤防內之潮溝, 當年自然掉落之胎生苗 ( 胎生苗平均長度 20.36 cm) 帶回 混和當地土壤和一般土壤並加入蛇木屑, 以 150 cm 高度處自然落下方式種植胎生苗於花盆中, 每盆種植三棵, 每三盆置於一塑膠盆 盆內加入以自來水和海水素配製成鹽度 20 PSU 的人工海水, 淹沒至土壤高度, 每日調整鹽度和水位 鹽度條件為參考野外自然環境所設置 每一塑膠盆視為一重複, 共三重複 27 株 紅茄苳 水筆仔與五梨跤種植於中興大學生命科學系三樓之陽台, 實驗期間 平均氣溫約 24.6,7 月最暖月均溫 29.1, 一月最冷月均溫 16.9, 平均降 雨量 244.7 mm( 資料來源 : 中央氣象局 ) 1. 托葉與指狀腺體形態 (1) 托葉與指狀腺體形態觀察水筆仔選擇王功漁港北側潮溝 (UK, 20 PSU) 樣點, 五梨跤則選擇鯤鯓里 (WR 20 PSU) 樣點, 兩物種各選擇五棵野生的植株, 每株於高度 1.5 m 處, 於植株離水側採集三枚接近展開的托葉 ( 參考圖 21), 採集時間為 2012 年 8 月及 2013 年 1 月各進行一次 紅茄苳則採集接近展開的托葉, 時間為 2012 年 6 8 月及 2012 年 11 月 2013 年 1 月 使用直尺測量托葉長度與寬度, 利用解剖顯微鏡計算指狀腺體個數 行數與 列數 ( 即水平及垂直排列之數目 ), 將指狀腺體大致分為上中下三層, 每層隨機選 擇一枚指狀腺體以掃描式電子顯微鏡測量指狀腺體長 寬度 (2) 指狀腺體透明法透明法可用來觀察植物葉片 組織中的脈 脈型及維管束構造 將托葉煮至透明, 使用染劑染色 (Safranin O: 木質化的維管束構造 ;Fast Green: 薄壁細胞 ), 可觀察脈的長短及有無 材料來自於種植的三種紅樹林物種水筆仔 紅茄苳及五梨跤, 採集尚未展開之新鮮托葉連同指狀腺體裁切成長方形 (1 mm 5 mm), 放置於酒精 (95%) 中隔水加熱 (90, 7 days), 將托葉中葉綠素溶出 材料換至氫氧化鈉 (2% NaOH) 中, 置於烘箱 (40 ) 中, 每日更換氫氧化鈉, 至組織透明後取出 使用蒸餾水 13

和酒精 (50%) 清洗, 以 Safranin O 染色 (1%, 1 min), 50% 酒精清洗三次 (10 min), 70% 與 80% 酒精各一次 (10 min),95% 酒精兩次 (10 min), 無水酒精一次 (10 min), 換至無水酒精與二甲苯 (xylene) 混和溶液 ( 無水酒精 : 二甲苯 = 1 : 1, 10 min) 及二甲苯 (10 min) 各一次, 將脫水完成後的托葉使用封片膠封片, 置於烘箱 (40, 7 days) 完成之樣品以光學顯微鏡(Olympus, BX51) 觀察, 並以外接式相機 (Canon, 700D) 拍照 (3) 埋膠切片材料來自於室內種植的水筆仔, 取尚未展開之新鮮托葉連同指狀腺體做埋膠切片 (resin section) 於托葉上裁切數個(1 mm 3 mm) 長方形, 浸泡於前固定液戊二醛中 (2.5% glutaraldehyde in 0.1 M phosphate buffer) 四小時, 同時置入抽氣機中抽氣 (680 mmhg), 使葉片內空氣排出, 使用磷酸緩衝溶液 (0.1 M) 清洗兩次各半小時, 經酒精系列脫水 (50%, 70%, 80%, 90%, 95%, 100%, 100%) 各半小時, 丙酮 (100%) 脫水兩次各半小時, 接著以丙酮和 Spurr's resin 比例分別為,(3:1, 1:1, 3:1) 進行滲透, 每次各半小時, 最後置於純 Spurr's resin 之中 12 小時及 4 小時各一次, 利用包埋板將樣品包埋, 置於烘箱中 (70, 12 hours) 聚合成膠塊 製成之膠塊使用雙面刀將樣品面修整成梯形後, 使用玻璃刀於切片機 (RMC MTX) 做切片 (900 nm), 將切片撈至載玻片上, 置於加熱板上烘乾 (55 ), 以甲苯胺藍 (1% toluidine blue) 染色一分鐘, 以蒸餾水清洗, 烘乾後以光學顯微鏡 (Olympus, BX51) 觀察並以外接式相機 (Canon, 700D) 拍照 2. 水筆仔指狀腺體化學成分分析 (1) 組織化學 (histochemistry) 測定組織化學測定是利用物質與試劑所產生的化學鍵結, 藉以達到鑑定組織中所含物質的方式 本研究使用水筆仔指狀腺體解剖構造研究所得之切片進行蘇丹紅 (sadan IV) 與碘液進行染色測試 脂質 (lipid) 切片放置於 50% 酒精 1 min, 再置入飽和蘇丹溶液 30 min, 以 50% 酒精清洗, 烘乾後使用光學顯微鏡 (Olympus, BX51) 觀察 若有脂肪及脂肪酸呈紅色 (Gahan, 1984) 澱粉 (starch) 切片置於載玻片上, 使用碘液染色 2 min, 以蒸餾水清洗, 烘乾後使用光學顯 14

微鏡 (Olympus, BX51) 觀察 若有短鏈澱粉呈紅褐色, 長鏈澱粉呈深藍色 (Gahan, 1984) (2) 氣相層析質譜 (gas chromatography mass) 分析分析之實驗材料採集自王功漁港北側潮溝 (UK, 20 PSU) 樣點, 選擇三植株, 每株採集大量 ( 約 100 枚 ) 新鮮托葉 收集托葉內指狀腺體所分泌黏液, 置於蒸餾水中 (5 ml) 冷凍, 使用冷凍乾燥機 (Modulyo D115, Thermo, USA) 將樣品凍乾 ( 50, 2 days), 保存於冰箱 (4 ) 中備用 取樣品 1 mg, 加入蒸餾水 (5 ml), 接著加入乙酸乙酯 (EA, Ethyl Acetate)( 5 ml) 混和均勻, 吸取上清液, 重複三次, 取上清液 (15 ml), 使用減壓濃縮機 (Laborota, 4000, Heidolph) 縮乾, 再加入乙酸乙酯 (5 ml) 完成之樣品利用氣相層析儀(GC/MS, Trace GC ULTRA & ITQ 900 mass system, Thermo, USA) 做定性分析, 使用管柱為 DB5 分析條件: 起始溫度為 50 持溫 2 min, 以每分鐘上升 6 速率升溫至 200, 再以每分鐘上升 10 的速率升溫至 300, 最後持溫 20 分鐘 樣品注射量 1 μl 注射口溫度 270 載送氣體為氦氣 (1 ml / min) 分析所得質譜先經由資料庫做比對分析, 最後以 C 7 C 40 為標準品, 作為 Kovats index(ki) 值 (van Dool and Kratz, 1963) 計算標準, 由氣相層析圖波峰面積積分後計算各成分之含量 KI 值計算如下 : KI = 100 N + 100 n Logt' R(x) Logt' R(N) Logt' R(N+n) Logt' R(N) 15

三 結果 1. 指狀腺體形態三種紅樹科物種皆具有托葉包覆發育中的幼葉, 紅茄苳與五梨跤托葉在幼葉發育初期呈紅色, 而幼葉接近展開時則轉為綠色 (Fig. 21, A, C) 水筆仔與五梨跤托葉遠軸面可發現氣孔存在 (Fig. 22, AB, EF), 紅茄苳則無 (Fig. 22, CD) 三物種的托葉長度和寬度 (cm) 分別為, 水筆仔 (3.0 ± 0.1, 0.8 ± 0.02) 紅茄苳(4.1 ± 0.1, 1.1 ± 0.02) 及五梨跤 (5.7 ± 0.03, 1.3 ± 0.02)( Table 22) 水筆仔托葉在冬季有顯著較高的托葉長度 (Table 22), 五梨跤托葉在冬季有顯著較高的托葉寬度 (Table 22) 紅茄苳托葉長度和寬度在冬季和夏季之間則無顯著差異(Table 22) 三物種托葉底部近軸側皆具有指狀腺體存在, 但指狀腺體排列方式及數量則有所差異 水筆仔指狀腺體排列成三角形 (Fig. 21, D), 紅茄苳排列方式為長方形至梯形 (Fig. 21, E), 五梨跤則排列成長方形 (Fig. 21, F) 三物種的指狀腺體皆為白色, 且略為透明 (Fig. 21, G I) 指狀腺體的排列行(column) 列(row) 數量上, 水筆仔為 (27; 17) 紅茄苳為(17; 5) 及五梨跤的 (24; 3)( Table 22) 水筆仔與紅茄苳的指狀腺體之排列數在夏季與冬季之間有顯著差異, 即兩者在夏季時有較高的列數, 但指狀腺體的行數僅在紅茄苳存在顯著差異 (Table 22) 指狀腺體在單邊托葉內數量分別為, 水筆仔 (282) 紅茄苳(153) 及五梨跤 (140), 水筆仔與紅茄苳夏季的指狀腺體數量皆顯著高於冬季 (Table 22; Fig. 21, JK) 指狀腺體長 寬度 (µm) 分別如下 : 水筆仔 (602; 162) 紅茄苳(605; 211) 及五梨跤 (802; 197)( Table 22), 其中水筆仔與五梨跤的指狀腺體長度在冬季皆顯著高於夏季 (Table 22) 三物種中水筆仔有最多的指狀腺體數量, 五梨跤有最長的指狀腺體長度, 紅茄苳有最大的指狀腺體寬度 (Table 22) 針對三種紅樹林物種指狀腺體進行透明法的觀察, 僅零星在水筆仔指狀腺體中發現管胞 (tracheary element)( Figs. 23, D, G), 紅茄苳及五梨跤皆未發現有維管束組織存在指狀腺體中 (Figs. 23, B C, E F, H I) 儘管水筆仔指狀腺體存在管細胞, 但僅偶爾出現在指狀腺體中軸細胞與托葉相連接的位置 (Fig. 24, A), 且未與托葉維管束組織相連接 (Fig. 23), 而觀察到的管胞長度約 80 110 μm(fig. 24, C D) 三種物種之指狀腺體皆由兩種薄壁細胞構成, 分別為位於中間呈軸向延伸的 中軸薄壁細胞及在周圍呈柵狀排列的表皮薄壁細胞 (Figs. 23, 25) 周圍的薄壁細 胞僅有一層, 且垂直於中軸細胞 (Fig. 25, C D) 指狀腺體外覆有角質層, 角質 16

層與表皮細胞之間的空間, 可觀察到許多指狀腺體所分泌及累積的物質 (Fig. 25, F) 指狀腺體外形上可區分為頭部(head) 和柄 (stalk), 紅茄苳與水筆仔的指狀腺體可明顯觀察到棒狀頭部與柄的構造 (Figs. 21, G H, 22, D E), 五梨跤指狀腺體則無柄的構造存在, 其底部直接與托葉相連接 (Figs. 21, I, 22, F, I) 17

表 22. 紅樹科三物種冬季與夏季托葉和指狀腺體特徵 Table 22. Stipule and colleter characteristic of three studied species of Rhizophoraceae in summer and winter. species season stipule length (cm) stipule width (cm) colleter column number colleter row number colleter number in a stipule colleter length (μm) 2.8 ± 0.8 ± 29.03 ± 20.3 ± 323.9 ± 555.2 ± S 0.06** 0.02 1.50 1.14* 13.93* 15.06* colleter width (μm) 165.7 ± 5.07 K. W 3.4 ± 0.13** 0.8 ± 0.03 25.8 ± 0.78 15.2 ± 0.65* 239.7 ± 9.07* 648.9 ± 21.67* 160.9 ± 2.65 AVG. 3.0 ± 0.09 0.8 ± 0.02 27.4 ± 0.88 17.3 ± 0.80 281.8 ± 11.31 602.0 ± 15.61 162.3 ± 2.85 S 4.2 ± 0.19 1.1 ± 0.03 19.1 ± 0.52* 6.3 ± 0.52*** 219.0 ± 22.25* 566.5 ± 22.40 206.3 ± 4.70 B. # W 4.0 ± 0.07 1.0 ± 0.02 13.4 ± 0.92* 3.5 ± 0.21*** 98.4 ± 8.81* 637.7 ± 16.04 210.4 ± 4.79 AVG. 4.1 ± 0.09 1.1 ± 0.03 17.3 ± 0.66 4.9 ± 0.33 153.0 ± 13.14 605.1 ± 10.48 211.0 ± 3.25 S 5.6 ± 0.10 1.2 ± 0.03* 24.1 ± 0.38 3.4 ± 0.11 133.7 ± 4.20 783.8 ± 23.49** 198.6 ± 4.81 R. W 6.0 ± 0.15 1.4 ± 0.06* 24.5 ± 0.84 3.2 ± 0.93 146.5 ± 7.04 929.3 ± 13.35** 202.1 ± 4.36 AVG. 5.7 ± 0.03 1.3 ± 0.02 24.3 ± 0.45 3.3 ± 0.01 140.1 ± 4.20 802.2 ± 18.94 197.0 ± 3.20 所有托葉均採集略開階段 ;K: 水筆仔 ;B: 紅茄苳 ;R: 五梨跤 ;S: 夏季 ;W: 冬季 ; 水筆仔與五梨跤每季採集五個樣本 ; 紅茄苳八個樣本 ; 水筆仔採集自彰化, 五梨跤採集自台南, 鹽度皆約 20 PSU; 紅茄苳採集自栽培於淡水中的四棵植株 ; 夏季 : 八月 ; 冬季 : 二月 ; 數值 : 平均值 ± 標準誤 ;* p < 0.05 ** p < 0.01 *** p < 0.001; # 淡水 All stipule are collected at slightly expanded stage; K: Kandelia obovata, B: Bruguiera gymnorhiza; R: Rhizophora stylosa; S: summer; W: winter; K and R each season have 5 samples; B have 8 samples; K: Kandelia obovata were collected from Changhua, R: Rhizophora stylosa from Tainan, salinity of both was approximately 20 PSU; B: Bruguiera gymnorhiza from five individuals, cultivated in fresh water; Summer: August; Winter: February; Value = mean ± SE. * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001; # fresh water. 18

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圖 21. 紅樹科三物種托葉與指狀腺體 A D G: 水筆仔 ;B E H J K: 紅茄苳 ;C F I: 五梨跤 ; 紅茄苳栽培於淡水中 ;J: 冬季 ;K: 夏季 ; 比例尺 :A = 5 mm;b C = 1 cm;d F J K = 1 mm;e I = 500 μm;g H = 50 μm Fig. 21. Stipules and colleters of three studied species of Rhizophoreae. A, D, G: Kandelia obovata; B, E, H, J, K: Bruguiera gymnorhiza; C, F, I: Rhizophora stylosa; B. gymnorhiza is cultivated in fresh water; J: in winter; K: in summer; Bars: A = 5 mm; B C = 1 cm; D, F, J, K = 1 mm; E, I = 500 μm; G H = 50 μm. 20

A B C D E F 圖 22. 紅樹科三物種托葉 A B: 水筆仔 ;C D: 紅茄苳 ;E F: 五梨跤 ; 比例尺 :A C E = 100 μm;b D E = 20 μm Fig. 22. Stipule stoma of three studied species of Rhizophoreae. A B: Kandelia obovata; C D: Bruguiera gymnorhiza; E F: Rhizophora stylosa; Bars: A, C, E = 100 μm, B, D, E = 20 μm 21

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圖 23. 紅樹科三物種指狀腺體透明法 A D G: 水筆仔 ;B, E, H: 紅茄苳 ;C F I: 五梨跤 ;CP: 中軸薄壁細胞 ; PP: 柵狀薄壁細胞 ;S: 柄 ;St: 托葉 ;Co: 指狀腺體 ; 箭頭 : 管胞 ; 紅茄苳栽培於淡水中 ; 比例尺 :A F = 50 μm;g H = 10 μm Fig. 23. Clearing method colleters of three studied species of Rhizophoreae. A, D, G, Kandelia obovata; B, E, H, Bruguiera gynmorhiza; C, F, I, Rhizophora stylosa; CP, center axia parenchyma; PP, plisadelike parenchyma; S, stalk; St, stipule; Co, colleters; Arrow, tracheary element; B. gymnorhiza is cultivated in fresh water; Bars: A F = 50 μm; G H = 10 μm. 23

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圖 24. 水筆仔指狀腺體管胞 St: 托葉 ;Co: 指狀腺體 ; 箭頭 : 管胞 ; 比例尺 :A B = 50 μm; C E = 10 μm Fig. 24. Vascular trace of colleters of Kandelia obovata. St: stipule; Co: colleters; Arrow, tracheary element; Bras: A B = 50 μm; C E = 10 μm. 25

圖 25. 水筆仔指狀腺體解剖構造 CP: 中軸薄壁細胞 ;PP: 柵狀薄壁細胞 ;St: 托葉 ;A C E: 縱切 ;D F: 橫 切 ; 比例尺 :A C, F = 50 μm; D E = 10 μm Fig. 25. Colleter anatomy of Kandelia obovata. CP: center axia parenchyma; Cut: cuticle; PP: plisadelike parenchyma; St: stipule; A C, E: L.S.; D, F: C.S.; Bars: A C, F = 50 μm; D E = 10 μm. 26

2. 水筆仔指狀腺體分泌物成分分析 (1) 組織化學 (histochemistry) 測定以不同染劑對水筆仔指狀腺體埋膠切片進行染色, 在蘇丹紅染劑染色後, 指狀腺體多數中軸細胞內皆出現深紅色圓球狀顆粒, 外圍的分泌細胞則較少發現, 僅少數分泌細胞前端出現淡紅色圓球狀顆粒 (Fig. 25) 顯示水筆仔指狀腺體中軸細胞內含有豐富脂類物質, 分泌細胞則較少 使用碘液對切片進行染色後, 僅在分泌細胞出現反應 (Fig. 26, A), 而對應到甲苯胺藍的染色結果 (Fig. 26, B), 可以發現碘液呈色的位置為甲苯胺藍無法染色的位置 (Fig.26, A B), 且在發育中的指狀腺體前端有明顯的反應 (Fig. 26, C) 碘液的染色結果顯示水筆仔指狀腺體分泌細胞內含有澱粉物質 (2) 氣相層析質譜 (gas chromatography mass) 分析水筆仔指狀腺體分泌物, 收集於蒸餾水中後凍乾, 以乙酸乙脂萃取, 再經由氣相層析質譜分析儀 (GC / MS) 進行成分分析及鑑定 結果顯示, 指狀腺體分泌物之揮發性成分中含有烷類 (Alkanes) 化合物 GC / MS 分析水筆仔指狀腺體分泌物質譜 (Fig. 27) 與分析所得之成分 滯留時間 含量比例與 KI 值表示於 Table 23 利用資料庫與標準品進行比對並計算 KI 值, 共比對出 5 種化合物, 分別為二十二烷 (Docosane, 18%) 二十三烷(Tricosane, 18%) 十八烷(Octadecane, 7%) 二十六烷 (Hexacosane, 6%) 及二十九烷 (Nonacosane, 2%), 但含量最高 (21%) 的成分 (RT : 36.24) 則無法鑑定 而不同分析條件下, 發現有油酸成分 (oleic acid) 存在, 但此結果僅能與資料庫比對, 無法使用標準品做確認 27

圖 26. 水筆仔指狀腺體蘇丹紅 IV 染色 CP: 中軸薄壁細胞 ;PP: 柵狀薄壁細胞 ; 箭頭 : 脂質 ; 比例尺 :A C = 50 μm; D = 20 μm Fig. 26. Sadan IV test of the colleters of Kandelia obovata. CP, center axia parenchyma; PP, plisadelike parenchyma; Arrow, lipid substance; Scale bars: A C = 50 μm; D = 20 μm. 28

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圖 27. 水筆仔指狀腺體組織化學測定 A, C: 碘液 ;B: 甲苯胺藍 ;CP: 中軸薄壁細胞 ;PP: 柵狀薄壁細胞 ;St: 托葉 ; 比例尺 :A B = 50 μm; C = 10 μm Fig. 27. Histochemical staining of the colleters of Kandelia obovata. A, C, staining with Iodine solution; B, staining with Toluidine blue. CP, center axia parenchyma; PP, plisadelike parenchyma; St, stipule; Bars: A B = 50 μm; C = 10 μm. 30

Relative Abundance RT: 0.00 57.02 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Time (min) 30.22 25.17 38.06 29.69 38.74 27.78 40.50 42.53 46.33 46.51 6.57 8.43 10.03 13.39 14.99 17.97 22.54 24.27 48.50 51.29 53.31 圖 28. 水筆仔指狀腺體分泌物揮發性化合物氣相層析質譜圖 32.35 33.86 35.10 36.24 37.08 NL: 7.78E7 TIC MS single_103 0 Fig. 28. GC/mass spectrum of volatile compounds exptracted from Kandelia obovata colleters. 表 23. 水筆仔指狀腺體分泌物化學成分 Table 23. Chemical composition of Kandelia obovate colleters analysed by gas chromatography/mass spectrometry. RT KI rki Compounds Area% 25.17 1767 1800 Octadecane 7 30.22 2105 2200 Docosane 18 32.35 2310 2300 Tricosane 18 35.10 2631 2600 Hexacosane 6 36.24 2155 21 37.08 2897 2900 Nonacosane 2 RT: 氣相層析儀光譜滯留時間 ;KI:Kovats 指數 ;rki: 文獻 Kovats 指數 ;Area: 峰占氣相層析儀光譜總面積百分比 RT: Retention time of GC spectrum; KI: Kovats index; rki: References Kovats index; Area: The percentages of total areas of peaks in GC spectrum. 31

四 討論 本研究首次發現同種植物托葉內之指狀腺體的數量和長度, 可能具季節性變異 而將本研究中所測得三種紅樹林植物之托葉與指狀腺體之形質特徵與前人研究相比較 (Sheue, 2003), 僅在指狀腺體數目項目上有明顯差異, 其餘各項特徵則大略相同 紅樹科紅樹林物種通常都具有成對的托葉包覆於幼葉外層, 且有指狀腺體出現於托葉底部近軸面, 但托葉與指狀腺體的形態與特徵在各屬之間略有不同 五梨跤托葉長度 (5.7 cm) 略大於前人研究 (4.5 5.5 cm), 指狀腺體的列數在五梨跤 ( 約 3) 相較前人研究 (4 6) 則是較少的, 指狀腺體數量在五梨跤 ( 約 140) 低於前人研究 (180 300) 水筆仔托葉長度(3.0 cm) 則與前人研究類似 (2.5 3.2 cm), 水筆仔指狀腺體的列數 ( 約 17) 則是明顯高於前人研究 (8 9) 而水筆仔指狀腺體平均數量 ( 約 280) 也是明顯高於前人研究 (95 110), 且不論在夏季和冬季皆高於前人研究, 顯示水筆仔指狀腺體雖然在季節之間有所差異, 但不同族群的水筆仔指狀腺體數目也會有所差異 本研究所觀察之紅茄苳長期種於淡水環境中, 其托葉長度 (4.1 cm) 與前人研究 (4.0 5.0 cm) 略低 其指狀腺體的數量, 在冬季時 ( 約 150) 顯著低於夏季的數量 (219) 但若相較於前人研究於夏季時採自紅樹林之紅茄苳其托葉內指狀腺體的數量 (200 220), 則與本研究相似 顯示紅茄苳指狀腺體的數目在不同地區並無明顯差異 又本研究中之紅茄苳是種植於淡水環境中, 但在相同季節中 ( 夏季 ) 其指狀腺體的數量仍與生長於紅樹林者的數量是相似的, 明顯可看出指狀腺體並非紅茄苳適應鹽度的特徵 指狀腺體的長度與寬度在五梨跤 (802.2 μm, 197.0 μm) 則是低於前人研究 (1008.9 μm, 300.0 μm), 可能在取樣的方式上有所不同, 本研究中以隨機選擇的方式測量指狀腺體的長 寬度 水筆仔的指狀腺體長 寬度 (602.0 μm, 162.3 μm) 則略高於前人研究 (500.5 μm, 155.8 μm), 但前人研究中則另外測量水筆仔指狀腺體柄的長度 (119 μm), 若加上柄的長度則指狀腺體總長度與本研究接近 本研究中, 五梨跤及水筆仔指狀腺體數量與前人研究有相當大的差異, 可能與不同地區氣候和環境的差異有關 五梨跤和水筆仔指狀腺體長度和寬度雖然與前人研究略有差異的原因, 則可能是測量方法上的不同所造成的 指狀腺體在托葉底部的排列方式, 三物種皆與前人研究相符, 可做為紅樹科 三屬的區別依據 (Sheue et al., 2012;2013) 整體來看三物種的托葉特徵與前人研 究較為接近, 而指狀腺體的列數 總數 長度及寬度皆與前人研究有相當大的差 32

異, 取樣的季節不同可能是主要因素 因此進一步對冬 夏兩季節所測得的托葉與指狀腺體特徵數據做統計分析, 發現水筆仔冬季的托葉長度皆顯著高於夏季, 五梨跤的托葉寬度在冬季顯著較長 顯示水筆仔與五梨跤的托葉大小確實會有季節上的變化, 並且在冬季會有較大的托葉 水筆仔與紅茄苳兩物種的指狀腺體總數在夏季顯著較高, 且指狀腺體列數在夏季也顯著較高 因此水筆仔與紅茄苳會利用增加指狀腺體列數的方式來容納增加的指狀腺體數量 三物種的指狀腺體長度在季節之間有明顯的差異, 顯示此些物種可能會利用改變指狀腺體數量及長度來面對季節的變化 因托葉近軸面基部的空間是有限的, 而為了容納較長的指狀腺體, 即可能使得冬季的指狀腺體數目較夏季來的少 若考慮本研究中三種紅樹林植物之天然分布範圍, 似乎與指狀腺體的所表現的季節性變化有些關聯 五梨跤及紅茄苳的主要分布範圍較靠近熱帶, 水筆仔主要分布範圍由南中國海以北至亞熱帶的日本琉球群島 此種指狀腺體在夏 冬季間之顯著差異, 在紅茄苳僅表現在指狀腺體數量, 而五梨跤則僅表現在指狀腺體的長度 然而, 水筆仔冬季時除了在指狀腺體長度顯著較長之外, 數量也顯著下降 水筆仔指狀腺體之更多面向明顯的變化機制, 可能使其較能夠適應亞熱帶冬季較低的溫度 (Sheue et al., 2013) 上述三物種在冬季有較長指狀腺體或許與植物在冬季的生長速度較為緩慢有關 (Gwada et al., 2000;Analuddin et al., 2009;Sharma et al., 2013), 較長的指狀腺體, 可能有較多的分泌細胞數目能產生較多的分泌物, 也有助於指狀腺體維持分泌功能較久的時間, 以減少幼葉在冬季的強風和低溫環境下的水分的散失 本研究中紅茄苳實驗材料取自長期栽培於淡水環境的植株, 可能會與生長於自然環境條件下植株有所差異, 但夏季的指狀腺體數量與前人研究所測得數量非常接近, 顯示指狀腺體的數量可能與個體生長的環境鹽度無關, 而是與季節有關 紅茄苳雖然為長期栽培於淡水中的個體, 但仍可做為未來在進行鹽度相關實驗之對照, 且其季節間的趨勢仍然可做為參考 此外, 根據野外觀察的結果, 紅茄苳和五梨跤托葉的顏色, 可作為判斷幼葉發育階段的依據, 托葉由紅色轉為綠色代表幼葉接近展開 而本實驗於不同季節測量相同植株之托葉與指狀腺體特徵, 並提供植株生長環境之海水鹽度與植株生長情況以供參考 紅樹科三物種的托葉與指狀腺體特徵在冬季與夏季間有所差異, 因此建議未來在進行托葉及指狀腺體相關研究時, 應將季節作為考量的因素之一 對三物種進行透明法觀察指狀腺體形態, 僅在水筆仔指狀腺體中發現管胞, 但只存在少數指狀腺體柄的位置, 且並未與托葉維管束相連接 此點不同於其他 33

研究, 在冬青科指狀腺體的維管束總是與相連部位的維管束相連接 (Thomas, 1991; Gonzalez and Tarrago, 2009) 而指狀腺體維管束與相連器官的維管束連接與否可能取決於兩者之間的距離 (AppezzatodaGlória and Estelita, 2000), 且存在指狀腺體中的維管束可能有運送營養物質至分泌細胞的功能, 但其出現與指狀腺體間的關係仍須更多的研究 (Klein et al., 2004) 五梨跤指狀腺體中無維管束的存在, 此與同為紅樹屬的 Rhizophora mangle 指狀腺體解剖構造的研究一致 (Lersten and Curtis, 1974) 本研究亦確認紅茄苳的指狀腺體中無維管束構造存在 指狀腺體中維管束存在的情況在紅樹科的三屬之間有所不同, 且茜草科 Simira 屬內三物種的指狀腺體中維管束存在的情況也不一致 (Klein et al., 2004), 因此同屬物種的指狀腺體中維管束存在的情況仍須有更有完整的研究, 才能得知此特性在屬內有無一致性 三物種的指狀腺體皆為標準型 (Lersten, 1974 a;b;sheue et al., 2012;2013) 水筆仔與紅茄苳指狀腺體底部具有柄的構造存在, 因此被描述為桿狀底部具有柄的指狀腺體, 但水筆仔具有相對較長的柄, 五梨跤則是漸尖桿狀底部無柄的指狀腺體 (Sheue et al., 2012) 而透過解剖構造觀察水筆仔指狀腺體, 指狀腺體中軸由薄壁細胞組成, 周圍柵狀排列具分泌功能的薄壁細胞, 且與中軸垂直 分泌細胞外層有角質層包覆, 與角質層之間的空隙含有分泌細胞所產生的物質 (Sheue et al., 2012;2013) 角質層沒有明顯的孔隙, 包覆其中的分泌物可能需藉由角質層破裂的方式以釋放至指狀腺體外 (Thomas and Dave, 1989a;Fahn, 1990;Paive and Machado, 2006) 脂肪酸為植物呼吸作用和能量儲存的主要代謝物, 廣泛存在植物體中 (Lin et al., 2006) 脂類物質也經常在指狀腺體中被發現, 如茜草科的 Mitragyna parvifolia 與梔子屬 (Gardenia) 的 Gardenia gummifera(thomas and Dave, 1990;Mangalan et al., 1990), 夾竹桃科的 Nerium indicum (Thomas and Dave, 1989b) 及油桃木科 (Caryocaraceae) 的 Caryocar brasiliense(paive and Machado, 2006) 不同於其他科植物的指狀腺體其脂類物質皆存在分泌細胞中, 水筆仔指狀腺體的分泌細胞及中軸細胞皆可發現脂類物質, 且以中軸細胞明顯較為豐富 而茜草科的 Simira glaziovii 與夾竹桃科的 Mandevilla illustris 則是在成熟階段的指狀腺體中發現有脂類物質存在 (Klein et al., 2004;Appezzato and Estrlita, 2000) 本實驗所取樣的水筆仔指狀腺體應該也為成熟階段 已有報導指出存在紅樹林植物葉部及根部的脂質類物質, 被認為能幫助紅樹林植物適應紅樹林環境中變動的鹽分 (Hirosuke et al., 2003) 因此, 存在指狀腺體中的脂類物質是否也具有幫助水筆仔適應紅樹林環境的功能, 仍需進一步驗證 澱粉只在水筆仔指狀腺體分泌細胞中發現, 類似夾竹桃科 Mandevilla illustris 的結果 (Appezzato and Estrlita, 2000), 但不同於茜草科的 Mitragyna parvifolia 在中 34

軸細胞和分泌細胞皆有發現 (Thomas and Dave, 1990) 發育中的水筆仔指狀腺體前端含有豐富的澱粉, 夾竹桃科的 Nerium indicum 同樣在幼小的指狀腺體中含有澱粉 (Thomas and Dave, 1989b) 雖然植物體中的澱粉通常被認為用來儲存營養素 (Lee et al., 2001), 但水筆仔指狀腺體僅在幼葉發育早期具有分泌功能隨後即乾枯, 且僅出現在分泌細胞, 因此其所含的澱粉可能不是做為儲存養分的功用 其分泌細胞中含有澱粉的意義仍須更多的研究 本研究是首次利用氣相層析儀來分析水筆仔指狀腺體分泌物, 經氣相層析分析指狀腺體分泌物後, 發現分泌物中含有大量烷類 相較於水筆仔不同部位的分析結果, 其葉部含有多種烷類, 且同樣具有十八烷, 而胚軸中亦含有豐富烷類, 且同樣含有二十六及二十九烷 (Huang et al., 2005) 而滯留時間 36.24 的物質含有最高的含量, 但並無法鑑定出為何種物質 不同的分析條件的實驗中亦發現油酸 (oleic acid), 但僅以資料庫比對, 無法使用標準品做比對 本實驗首次發現水筆仔 紅茄苳與五梨跤三物種的托葉及指狀腺體特徵確實會受到季節的影響而有所差異 冬季明顯較長的指狀腺體有助於增加指狀腺體提供分泌功能的時間, 並降低水分蒸散 不同於其他兩物種指狀腺體之特徵僅有長度或數量在季節間有顯著差異, 水筆仔指狀腺體的此兩項特徵皆有顯著差異, 顯示水筆仔可能有更多元的機制來適應相對較高緯度地區的季節變化 三物種的指狀腺體皆為標準型, 與多種植物相似 紅茄苳及五梨跤指狀腺體中並無維管束組織的存在, 但在水筆仔少數的指狀腺體中則有管胞的發現 水筆仔指狀腺體特徵變化和管胞的存在明顯不同於其他兩物種, 且結合前人研究中形態 (Juncosa and Tomlinson, 1988) 和分子的特徵來看, 水筆仔屬為較後起的分類群 (Sheue et al., 2013), 可能具其較特殊的演化位置 雖然分別在水筆仔指狀腺體中軸細胞與分泌細胞發現含有脂類 澱粉及分泌物中的數種烷類, 但不同分類群在化學成分組成與其存在意義, 仍需要更多研究 35

第三章 水筆仔托葉與指狀腺體功能性試驗 一 前言托葉 (stipule) 泛指與葉相關或葉底部的附屬物, 通常位於葉柄基部兩側, 有些植物的托葉具有光合作用的能力, 但托葉的主要功能一般被認為是用以保護發育中的幼葉 (Fahn, 1990;Weberling, 2006) 許多物種被報導在托葉上具有指狀腺體 (colleter), 例如茜草科 紅樹科及西番蓮科等 (Lersten, 1974a;1975;Lersten and Curtis, 1974;Gonzalez, 1998) 指狀腺體通常被認為具有保護植物初生組織的功能 (Fahn, 1990 ; Thomas, 1991) 指狀腺體可能透過物理或化學機制來達到保護植物初生組織的效果, 但其確切功能及機制仍然具有爭議 (Miguel, 2009) 在茜草科的研究當中, 發現指狀腺體在不同屬之間具有不同的形態, 而其中樹枝狀 (dendroid) 的指狀腺體, 被認為是與細菌共生有關連 因茜草科多數的樹枝狀腺體, 皆出現在葉片上具有菌瘤的 (leafnodulated) 物種上, 特別是在大沙葉屬 (Pavetta) 和九節木屬 (Psychotria), 細菌在與葉片形成共生關係之前, 可能必須仰賴樹枝型指狀腺體分泌物來維持 (Lersten, 1975) 但多數茜草科的研究如 Mitragyna parvifolia Bathysa nicholsonii 和 Simira 屬的物種, 皆認為出現在托葉近軸面的指狀腺體, 能夠保護發育中的初生組織不受病原菌的傷害 (Thomas and Dave, 1990;Klein et al., 2004;Miguel et al., 2006) 在冬青科冬青屬的研究中發現指狀腺體分泌物中含有多種蛋白質, 作者認為這些蛋白質是有保護和防禦植食性昆蟲及病原菌的功用 (Gonzalez and Tarragó, 2009) 夾竹桃科 Mandevilla 屬的研究亦認為指狀腺體分泌物有助於植物對抗植食動物及病原菌的傷害, 並且有降低植物幼嫩組織水分蒸散的功用 (AppezzatodaGloria and Estrlita, 2000) 玉蕊科的卡林玉蕊木(Cariniana estrellensis) 反捲的幼葉邊緣具有指狀腺體, 作者認為出現在這個位置的指狀腺體有利於將分泌物覆蓋至整個葉片, 並且能夠幫助幼葉減少水分的散失 (Paiva, 2012) 出現在龍膽科 (Gentianaceae) 龍膽屬 (Gentianum) 花冠 花萼及幼葉上的指狀腺體, 被認為其分泌物具有潤滑植物表面的功用 (Renobales et al., 2001) 而出現在蘭科 Rodriguezia venusta 苞片上類似指狀腺體的構造, 也被認為能夠分泌黏液以潤滑苞片和花苞兩表面, 並且能夠成為兩表面之間的緩衝區 (Leitão and Cortelazzo, 2008) 紅樹科植物之葉柄間 (interpetiolar) 通常具有一對大而明顯的托葉, 包覆於幼葉和花序外, 而當幼葉展開時則掉落, 因此托葉的掉落與幼葉的生長速率密切相關 (Hou, 1958 ; Tomlinson, 1986 ; Hogarth, 1999;Schwarzbach, 2014) 紅樹科各物種托葉底部近軸面有數量不等的指狀腺體存在, 而托葉及指狀腺體所分泌的粘性 36

液體, 被認為能夠保護幼葉在強風 鹽霧 潮汐浸泡和高溫的紅樹林環境下不受 傷害 (Sheue et al., 2013;Schwarzbach, 2014) 水筆仔葉片形態上, 葉片為革質, 倒卵形, 有發達的角質層, 表皮層細胞約 2 3 層, 下皮層 (hypodermal) 分布於近軸面與遠軸面 柵狀組織亦分布在近軸面 和遠軸面, 但遠軸面細胞多僅有一層細胞排列, 明顯少於近軸面的 3 5 層 托葉經常被認為是具有保護植物幼葉的功能, 但仍無實驗證實其功能性 指狀腺體的研究已相當豐富, 但仍無明確的證據顯示其功能為何 (Klein et al., 2004) 學者均僅依出現在植物發育中器官上或托葉內的指狀腺體和其分泌物推測它們具有保護植物發育中器官的功能 (Tomas and Dave, 1989a;1990;Paiva, 2009;2012; Sheue et al., 2013) 因此, 本研究目的在以實際之野外操作試驗了解包覆於水筆仔幼葉外的托葉及其底部近軸側的指狀腺體是否對幼葉具有保護的功能, 以及它的有無對幼葉發育的影響為何 本實驗對枝條頂端的托葉施以不同的去除試驗後, 長時間觀察與記錄托葉和新葉的生長情況, 並於試驗結束時比較各項葉部形質特徵和葉部解剖構造, 以瞭解托葉的有無對幼葉生長發育的影響 37

二 材料方法 實驗地點位於彰化縣芳苑鄉王功村 (N 23 58 55. 83 E 120 19 44. 71, 以下簡稱 UK), 王功漁港北側堤防內之潮溝 選擇生長於潮溝內側植株, 以減低人為干擾, 沿溝渠設置二十公尺樣線, 選取十株, 每株相距兩公尺 冬季全光光照度約為 701 890 μmol m 2 s 1 選擇長度 2 3 cm 的托葉, 且托葉內幼葉長度 0.4 0.8 cm 的托葉, 以隨機抽取處理吊牌方式, 標記托葉, 並使用雙面刀片進行切除處理 實驗共進行三次, 第一次為前試驗 (the 1 st experiment), 於春 夏季之間進行, 分別在植株高度 1.2 m 及 2.3 m 處設置六項不同托葉處理, 分別為對照組 ( 代號為 A) 全切托葉處理( 代號為 B) 保留指狀腺體處理 ( 代號為 C) 切除前端托葉處理 ( 代號為 D) 套袋( 果樹用塑膠袋 ) 對照組 ( 代號為 E) 及套袋全切托葉處理 ( 代號為 F)(Fig. 31, Table 31), 實驗進行後每兩週記錄托葉與葉片長度 葉片生長狀況及海水鹽度 第二次 (the 2 nd experiment) 及第三次實驗 (the 3 rd experiment) 分別於冬季和夏季進行, 因前試驗中 1.2 m 與 2.3 m 兩組高度的實驗結果並無顯著差異, 故為了實驗的方便性, 在第二次及第三次試驗僅設置 1.2 m 高度的處理 而考量第一次實驗結果, 在第二次實驗中減少為三種處理, 分別為對照組 ( 代號為 A) 全切托葉處理( 代號為 B) 及保留指狀腺體處理 ( 代號為 C), 第三次實驗則只進行兩項處理, 為對照組 ( 代號為 A) 與全切托葉處理 ( 代號為 B) 第二及第三次實驗進行後則為每週記錄托葉與葉片長度 葉片生長狀況及海水鹽度 實驗結束的時間則以大部分對照組的下一對幼葉展開作為判斷依據, 若展開的時間短於兩個月則實驗於兩個月後結束 實驗結束後採集葉片, 採下的葉片以濕衛生紙包覆, 放入夾鏈袋帶回實驗室, 立即測定各項特徵值, 並於測量完成後, 進行葉片解剖構造觀察的取樣 第二次試驗中因實驗進行時間較長, 樣本數較少且葉片情況不佳, 故未進行氣孔數及葉片解剖構造的觀察 葉特徵葉片長度和寬度 : 以直尺測量, 單位為公分 (cm) 葉面積 : 使用掃描器 (M1120MFP, HP), 以解析度 300 dpi 全彩掃瞄, 利用 image J 影像理處軟體計算葉面積, 單位為平方公分 (cm 2 ) 葉重 : 先擦去葉片表面水分, 在微量天平上秤重, 精確值到小數點下第 4 位, 單位為克 (g) 因需進行後續實驗, 故未測量葉片乾重 葉片氣孔數量與大小測量 : 取對照組 (A) 及全切托葉組 (B) 新鮮葉片, 於葉片中段主脈兩側各取一正方形 (0.25 cm 2 ), 利用碳膠帶黏貼於鋁台上, 以掃描式電子顯微鏡進行測量 每一正方形以 300 倍率, 隨機選取四個視野 (0.296 mm 2 ) 觀察並記錄影像, 計算每一視野氣孔數, 並換算成氣孔密度 (number / mm 2 ) 38

葉片解剖構造觀察 取對照組 (A) 及全切托葉組 (B) 新鮮葉片中段主脈兩側各取三個長方形 (1 mm 3 mm) 做埋膠切片 (embedded section) 統計分析所測得之葉鮮重 面積 長度及寬度數值採用 Randomized Block Design 分析處理及個體之間是否具有顯著差異, 若有顯著差異則使用 LSD 做事後檢定 氣孔密度與葉片解剖構造採用 ttest 分析是否具有顯著差異, 以上統計方法皆以統計軟體 R 2.15.0 進行分析 39

表 31. 水筆仔托葉功能性試驗六種處理 Table 31. Six treatments in the functional test of stiple of Kandelia obovata. treatment A control 對照組 B stipule removed 全切托葉 C stipule rmoved above colleters 保留指狀腺體 D top stipule rmove 切除前端 E bagged 套袋對照組 F stipule removed and bagged 套袋全切托葉 explanation no treatment 無任何處理 remove 2 stipules 切除全部托葉 remove the tissue of stipules above the colleters 切除指狀腺體以上的托葉 rmove the top third of a stipule 切除托葉前端三分之一處 no remove and adding a plastic bag to provide protection 僅在托葉外套上塑膠袋, 無任何處理 remove 2 stipules and adding a plastic bag to provide protection 切除全部托葉, 並且套上塑膠袋 40

S Y S Y P S S Y 圖 31. 水筆仔托葉功能性試驗六種處理示意圖 A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;C: 保留指狀腺體 ;D: 切除前端 ;E: 套袋對照組 ; F: 套袋全切托葉 ; 大寫英文字母表示處理位於樹冠下層 ( 高度 1.2 公尺 ); 小寫英文字母表示處理位於樹冠層 ( 高度 2.3 公尺 );S: 托葉 ;Y: 幼葉 ;P: 塑膠袋 Fig. 31. Diagram showing six treatments of stipule functional test of Kandelia obovata. A: control (no treatment); B: stipules removed (remove 2 stipules); C: stipules removed above colleters (remove the tissue of stipules above the colleters); D: top stipules removed (remove the top third of stipules) E: bagged (no remove and adding a plastic bag to provide protection); F: stipules removed and bagged (remove 2 stipules and adding a plastic bag to provide protection); Capitalized characters represent the lower experimental position at 1.2 m height from the tree base (1.2 m height); Lowercase characters represent the upper experimental position at 2.3 m height from the tree base (2.3 m height); S: stipule; Y: young leaf; P: plastic bag. 41

三 結果 托葉與指狀腺體功能性試驗一共進行三次, 第一次試驗在春季和夏季之間進行為前試驗, 第二次和第三次試驗分別在冬季和夏季進行 第一次試驗共測試六種托葉處理並分為樹冠層 (2.3 m) 及樹冠下層 (1.2 m), 每兩週測量一次葉片長度, 進行 55 天 第二次托葉試驗保留三種處理, 且僅在樹冠下層 (1.2 m) 進行, 每週測量一次葉片長度, 進行 120 天 第三次為兩種處理, 位於樹冠下層 (1.2 m), 進行 60 天 每次實驗結束後取下葉片, 帶回實驗室以測量葉特徵及解剖構造觀察 1. 托葉及葉片生長 相較於對照組葉片, 全切托葉組其內新長出之葉片葉表面常出現物理性傷痕, 且葉片形態多呈現扭曲及變形等現象 (Fig. 32 BE) 托葉試驗第二次及第三次對照組的托葉之起始長度平均為 2.82 ± 0.09 cm, 最終長度平均為 3.50 ± 0.19 cm, 托葉平均脫落時間為 35.29 ± 1.86 天 幼葉起始長度平均為 0.61 ± 0.03 cm, 葉片最終長度平均為 6.61 ± 0.39 cm, 葉片平均生長天數為 73.5 ± 7.59 cm 冬季的托葉起始長度 托葉最終長度 幼葉起始長度及葉片最終長度各項數據皆低於夏季 但葉片生長天數在冬季為 116.25 ± 3.75 cm, 明顯長於夏季的 56.40 ± 0.98(Table 32) 第一次試驗之樹冠層 (2.3 m) 各處理的葉片生長曲線在 36 天後開始呈現顯著差異 (Fig. 33B; Table 33), 樹冠下層 (1.2 m) 各處理的葉片生長曲線僅在第 55 天有近顯著差異 (Fig. 33A; Table 34), 但樹冠層和樹冠下層有同樣的趨勢, 對照組 (A) 切除前端 (D) 及套袋對照組 (E) 處理有較高的葉片長度, 而全切托葉 ( B) 與套袋全切托葉 (F) 處理則較低, 保留指狀腺體 (C) 處理則介於中間 (Fig. 33A, B) 且不論在樹冠層或樹冠下層的處理結果在個體之間皆無顯著差異(Table 33, 34) 第二次試驗三種處理之葉片生長曲線在 94 天開始有顯著差異, 雖然在第 94 與 105 天時個體之間存在顯著差異, 但最終第 120 天時個體之間並無顯著差異 (Fig. 34; Table 35) 第三次試驗兩種處理之葉片生長曲線在第 34 天前全切托葉與對照組兩處理之間並無太大差異, 且在第 22 天時對照組略低於全切托葉組, 但在第 41 天起對照組葉片長度明顯上升, 且兩處理之間開始呈現顯著差異 (Fig. 35; Table 36) 42

圖 32. 全切托葉處理與對照組水筆仔葉片形態 第三次試驗 : 實驗自 2013. 7.1 開始到 2013. 8.30, 共 60 天 ;A: 對照組 ; B E: 全切托葉組 ; 比例尺 = 1 cm Fig. 32. Leaf morphology of Kandelia obovata between control and stipule removal treatments. 3rd experiment, after 60 days, 2013. 7.1 8.30; A: control; B E: stipule removed. Bars = 1 cm. 43

表 32. 水筆仔冬季與夏季托葉及葉片生長 Table 32. Stipule and leaf growth of Kandelia obovata in summer and winter seasons. initial St. St. length St. longevity initial L. L. length L. growth* season length (cm) (cm) (days) length (cm) (cm) days summer 2.92 ± 0.10 3.62 ± 0.24 34.30 ± 1.89 0.62 ± 0.04 6.65 ± 0.45 56.40 ± 0.98 winter 2.58 ± 0.10 3.20 ± 0.27 37.75 ± 4.80 0.58 ± 0.05 6.50 ± 0.87 116.25 ± 3.75 average 2.82 ± 0.09 3.50 ± 0.19 35.29 ± 1.86 0.61 ± 0.03 6.61 ± 0.39 73.50 ± 7.59 夏季 : 第一 三次試驗, 六月 八月, 樣本數 = 10; 冬季 : 第二次試驗, 十月 二月, 樣本數 = 4;St: 托葉 ;L: 葉子 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 葉片採集時間為下對托葉展開時 Summer: the first and third experiments, June August, n = 10; Winter: the second experiment, October February, n = 4; St: stipule; L: leaf; Value = mean ± SE.* The leaf was collected when the next stipules were at the initial stage of expansion. 44

leaf length (cm) leaf length (cm) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 A B C D E F 0 22 36 49 55 days 10 9 ** ** * 8 7 6 5 4 3 2 1 a b c d e f 0 22 36 49 55 days 45

圖 33. 第一次水筆仔托葉功能性試驗葉片生長曲線 (2012. 5.13 6.16) A: 高度 1.2 公尺,n = 4;B: 高度 2.3 公尺,n = 4;A a: 對照組 ;B b: 全切托葉 ;C c: 保留指狀腺體 ;D d: 切除前端 ;E e: 套袋對照組 ;F f: 套袋全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準誤 ;** p < 0.01,* p < 0.05 Fig. 33. Leaf growth curve of Kandelia obovata of the first experiment (2012. 5.13 6.16). A: 1.2 m height; n = 4; B: 2.3 m height; n = 4. Treatments: A & a: control (no treatment); B & b: stipule removed; C & c: stipule removed above colleters; D & d: top stipule removed; E & e: bagged; F & f: stipule removed and bagged; Value: mean ± SE; ** p < 0.01,* p < 0.05. 46

表 33. 隨機區集分析水筆仔第一次試驗樹冠下層葉片長度 Table 33. Results of randomized block analysis of Kandelia obovata leaf length, the first experiment at 1.2 m height. df sum mean f p 22 treatment 5 11.65 2.33 0.36 0.86 tree 9 63.14 7.01 1.10 0.40 36 treatment 5 20.85 4.17 0.69 0.63 tree 9 65.04 7.22 1.20 0.35 49 treatment 5 30.21 6.04 1.17 0.36 tree 9 31.13 3.45 0.67 0.72 55 treatment 5 46.10 9.22 2.68 0.05 tree 9 26.58 2.95 0.85 0.57 表 34. 隨機區集分析水筆仔第一次試驗樹冠層葉片長度 Table 34. Results of randomized block analysis of Kandelia obovata leaf length, the first experiment at 2.3 m height. df sum mean f p 22 treatment 5 47.96 9.59 1.36 0.28 tree 9 85.74 9.52 1.35 0.27 36 treatment 5 100.82 20.16 5.14 ** tree 9 36.75 4.08 1.04 0.44 49 treatment 5 77.37 15.47 4.53 ** tree 9 21.26 2.36 0.69 0.70 55 treatment 5 73.00 14.60 3.98 * tree 9 21.99 2.44 0.66 0.72 ** p < 0.01,* p < 0.05. 47

leaf length (cm) 9 8 7 6 A B C * * * 5 4 3 2 1 0 0 10 15 22 28 36 51 56 63 70 77 84 94 105 120 day 圖 34. 第二次水筆仔托葉功能性試驗樹冠下層葉片生長曲線 2012. 10.19 2013. 2.17;A: 對照組 ;B: 全切托葉套 ;C: 保留指狀腺體 ; 數 值 : 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 :C = 4, D = 4, E = 3;* p < 0.05 Fig. 34. Leaf growth curve of Kandelia obovata of the second experiment at 1.2 m height. (2012. 10.19 2013. 2.17); A: control (no treatment); B: stipule removed; C: stipule removed above colleters; Value: mean ± SE; Sample size: C = 4, D = 4, E = 3; * p < 0.05. 48

表 35. 隨機區集分析水筆仔第二次試驗樹冠下層葉片長度 Table 35. Results of randomized block analysis of Kandelia obovata leaf length of the second experiment at 1.2 m height. df sum mean f p 0 treatment 2 0.02 0.01 4.83 0.30 tree 7 0.10 0.01 5.85 0.30 10 treatment 2 0.02 0.01 4.55 0.42 tree 7 0.15 0.02 3.76 0.37 15 treatment 2 0.06 0.03 0.75 0.63 tree 7 0.39 0.06 1.38 0.58 22 treatment 2 0.58 0.29 7.25 0.25 tree 7 2.77 0.40 9.88 0.24 28 treatment 2 2.29 1.15 7.16 0.26 tree 7 5.25 0.75 4.69 0.34 36 treatment 2 2.84 1.42 22.70 0.15 tree 7 8.11 1.16 18.53 0.18 51 treatment 2 8.65 4.32 35.30 0.12 tree 7 15.47 2.21 18.04 0.18 56 treatment 2 9.36 4.68 23.12 0.15 tree 7 15.98 2.28 11.27 0.23 63 treatment 2 11.44 5.72 63.57 0.09 tree 7 21.93 3.13 34.80 0.13 70 treatment 2 10.60 5.30 58.87 0.09 tree 7 20.76 2.97 32.95 0.13 77 treatment 2 14.37 7.19 179.65 0.05 tree 7 22.18 3.17 79.21 0.09 84 treatment 2 14.45 7.22 180.58 0.05 tree 7 23.02 3.29 82.20 0.08 94 treatment 2 13.82 6.90 276.80 * tree 7 23.45 3.35 134.20 * 105 treatment 2 14.66 7.33 254.13 * tree 7 24.85 3.55 142.00 * 120 treatment 2 15.28 7.64 339.76 * tree 7 25.74 3.67 163.48 0.06 n: C = 4, D = 4, E = 3; * p < 0.05. 49

leaf length (cm) 8 7 A *** ** ** 6 5 B * 4 3 2 1 0 0 6 13 22 29 34 41 48 54 60 day 圖 35. 第三次水筆仔托葉功能性試驗樹冠下層葉片生長曲線 2013. 7.1 8.30;A: 對照組 ;B: 全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 :C = 4, D = 4, E = 3;* p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001 Fig. 35. Leaf growth curve of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). A: control; B: stipule removed; Value: mean ± SE; n = 7; * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001. 50

表 36. Ttest 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片長度 Table 36. Results of ttest of Kandelia obovata leaf length of the third experiment at 1.2 m height. days df t p 0 6 0.47 0.65 6 6 0.29 0.77 13 6 0.28 0.78 22 6 0.48 0.64 29 6 0.01 0.98 34 6 1.46 0.19 41 6 3.35 * 48 6 6.01 *** 54 6 5.56 ** 60 6 5.93 ** n = 7; * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001. 51

2. 葉特徵第一次試驗中, 托葉處理之各項葉特徵不論在樹冠下層或樹冠層, 對照組皆明顯高於全切托葉組, 套袋對照組與切除前端組則是類似對照組的結果, 而套袋全切托葉組與保留指狀腺體組的結果則類似於全切托葉組的結果 (Fig. 36; Table 37) 樹冠層各項葉特徵僅在葉濕重與葉片長度有顯著差異, 但各處理組之間的趨勢是與底層類似的 (Fig. 37; Table 38) 儘管六項處理的統計結果在樹冠層與樹冠下層之間並不一致, 但在個體之間皆無顯著差異 (Tables 39, 310) 且各項葉特徵在樹冠層與底層之間並沒有顯著差異 (Table 311) 第二次試驗中, 三項處理的各項葉特徵, 僅在葉片長度 葉片寬度及葉面積三項目中有顯著差異, 且對照組顯著高於托葉全切組, 而切除至指狀腺體組則介於對照組與托葉全切組之間 (Fig. 38; Tables 312, 313) 葉鮮重及葉柄長則無顯著差異 (Fig. 38 A, D; Tables 312, 313) 托葉處理在個體之間皆無顯著差異(Table 313) 第三次試驗中, 全切托葉組的葉片長度及寬度皆較短, 有較小的葉面積, 較 低的葉片鮮重, 並且有較短的葉柄長度 (Fig. 39; Table 314), 且各項葉特徵與對 照組之間皆有顯著差異 (Table 315) 52

1 2 4 3 5 圖 36. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠下層葉特徵 (2012. 5.13 6.16); 1 鮮重 ; 2 葉片長度 ; 3 葉片寬度 ; 4 葉柄長度 ; 5 葉面積 ; A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;C: 保留指狀腺體 ;D: 切除前端 ;E: 套袋對照組 ; F: 套袋全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準誤 ; n = 4;* p < 0.05 Fig. 36. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the first experiment at 1.2 m height. (2012. 5.13 6.16); 1 fresh weight; 2 leaf length; 3 leaf width; 4 petiole length; 5 leaf area; Treatments: A: control; B: stipule removed; C: stipule removed above colleters; D: tip stipule removed; E: bagged; F: stipule removed and bagged; n = 4; p < 0.05. 53

1 2 4 3 5 圖 37. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠層葉特徵 (2012. 5.13 6.16); 1 鮮重 ; 2 葉片長度 ; 3 葉片寬度 ; 4 葉柄長度 ; 5 葉面積 ; a: 對照組 ;b: 全切托葉 ;c: 保留指狀腺體 ;d: 切除前端 ;e: 套袋對照組 ;f: 套袋全切托葉 ;Value: mean ± SE; n = 4;* p < 0.05 Fig. 37. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the first experiment at 2.3 m height. (2012. 5.13 6.16); 1 fresh weight; 2 leaf length; 3 leaf width; 4 petiole length; 5 leaf area; Treatments: a: control; b: stipule removed; c: stipule removed above colleters; d: tip stipule removed; e: bagged; f: stipule removed and bagged; n = 4; p < 0.05. 54

表 37. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠下層葉特徵 (2012. 5.13 6.16) Table 37. Leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16). treatment fresh weight leaf length leaf width petiole length leaf area (g) (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) A 0.81 ± 0.06 8.27 ± 0.27 3.48 ± 0.15 1.77 ± 0.09 21.1 ± 1.26 B 0.33 ± 0.10 5.00 ± 0.82 2.13 ± 0.35 1.13 ± 0.12 8.16 ± 2.52 C 0.45 ± 0.10 5.85 ± 0.84 2.58 ± 0.25 1.48 ± 0.11 11.5 ± 2.52 D 0.68 ± 0.06 7.62 ± 0.21 3.27 ± 0.18 1.48 ± 0.14 17.1 ± 1.55 E 0.63 ± 0.19 7.43 ± 1.09 2.93 ± 0.40 1.45 ± 0.09 16.9 ± 4.28 F 0.28 ± 0.09 4.69 ± 0.95 2.13 ± 0.46 0.85 ± 0.22 7.13 ± 2.16 A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;C: 去除指狀腺體以上托葉 ;D: 去除托葉前端 ;E: 套袋對照組 ;F: 全切托葉套袋 ; 數值 : 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 4 A: control; B: stipule removed; C: stipule removed above colleters; D: tip stipule removed; E: bagged; F: stipule removed and bagged; Value: mean ± SE; n = 4. 表 37. 水筆仔托葉移除處理第一次試驗樹冠層葉特徵 (2012. 5.13 6.16) Table 38. Leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m height (2012.5.13 6.16). treatment fresh weight leaf length leaf width petiole length leaf area (g) (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) a 1.00 ± 0.15 8.77 ± 0.52 3.50 ± 0.32 1.77 ± 0.17 22.45 ± 2.84 b 0.29 ± 0.11 4.65 ± 1.03 1.78 ± 0.42 1.10 ± 0.21 7.01 ± 2.72 c 0.37 ± 0.11 4.98 ± 0.97 2.25 ± 0.45 1.20 ± 0.20 9.34 ± 2.89 d 0.73 ± 0.15 7.32 ± 0.87 3.13 ± 0.42 1.72 ± 0.21 17.76 ± 3.32 e 0.60 ± 0.15 7.18 ± 1.06 3.00 ± 0.39 1.60 ± 0.23 15.75 ± 3.65 f 0.50 ± 0.18 6.45 ± 0.89 2.60 ± 0.65 1.55 ± 0.19 13.87 ± 5.34 a: 對照組 ;b: 全切托葉 ;c: 去除指狀腺體以上托葉 ;d: 去除托葉前端 ;e: 套 袋對照組 ;f: 全切托葉套袋 ; 數值 : 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 4 a: control; b: stipule removed; c: stipule removed above colleters; d: tip stipule removed; e: bagged; f: stipule removed and bagged; Value: mean ± SE; n = 4. 55

表 39. 隨機區集分析第一次試驗水筆仔樹冠下層葉特徵 (2012. 5.13 6.16) Table 39. Randomized block analysis of leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16). leaf trait df sum mean f p fresh weight treatment 5 0.96 0.19 3.85 * tree 9 0.57 0.06 1.27 0.32 leaf length treatment 5 56.11 11.22 2.83 * tree 9 20.59 2.28 0.57 0.79 leaf width treatment 5 6.96 1.39 2.9 * tree 9 6.99 0.77 1.61 0.18 petiole length treatment 5 2.58 0.51 0.45 * tree 9 0.59 0.06 3.58 0.88 leaf area treatment 5 667.1 133.42 4.8 ** tree 9 473.9 52.65 1.89 0.122 * p < 0.05, ** p < 0.01. 56

表 310. 隨機區集分析第一次試驗水筆仔樹冠層葉特徵 (2012. 5.13 6.16) Table 310. Results of randomized block analysis of leaf traits of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m height (2012. 5.13 6.16). df sum mean f p fresh weight treatment 5 2.11 0.42 3.56 ** tree 9 0.70 0.07 0.65 0.73 leaf length treatment 5 80.02 16.00 3.06 * tree 9 15.87 1.76 0.33 0.94 leaf width treatment 5 12.15 2.43 2.28 0.09 tree 9 7.96 0.88 0.83 0.59 petiole length treatment 5 1.75 0.35 1.39 0.27 tree 9 1.98 0.22 0.87 0.56 leaf area treatment 5 937.65 187.53 2.73 0.05 tree 9 386.97 42.99 0.62 0.75 * p < 0.05, ** p < 0.01. 57

表 311. 水筆仔第一次試驗樹冠層與樹冠下層葉特徵比較 (2012. 5.13 6.16) Table 311. Leaf traits of Kandelia obovata between two heights of the first experiment (2012. 5.13 6.16). leaf trait df t p fresh weight 5 1.00 0.36 leaf length 5 0.21 0.83 leaf width 5 0.34 0.74 leaf petiole 5 0.96 0.38 leaf area 5 0.54 0.61 下層高度 1.2 公尺 ; 上層高度 2.3 公尺 Lower position at 1.2 m height from tree base; Upper position at 2.3 m height from tree base. 58

1 2 4 3 5 圖 38. 水筆仔托葉移除處理第二次試驗樹冠下層葉特徵 (2012. 10.19 2013. 2.17) 1 鮮重 ; 2 葉片長度 ; 3 葉片寬度 ; 4 葉柄長度 ; 5 葉面積 ;A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;C: 保留指狀腺體 ;n = 3 Fig. 38. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the second experiment at 1.2 m height (2012. 10.19 2013. 2.17). 1 fresh weight; 2 leaf length; 3 leaf width; 4 petiole length; 5 leaf area; Treatments: A: control; B: stipule removed; C: stipule removed above colleters; n = 3. 59

表 312. 第二次試驗樹冠下層水筆仔葉特徵 (2012. 10.19 2013. 2.17) Table 312. Leaf traits of Kandelia obovata of the second experiment at 1.2 m height (2012. 10.19 2013. 2.17). fresh weight leaf length leaf width petiole length leaf area treatment (g) (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) A 0.81 ± 0.16 6.83 ± 0.89 3.27 ± 0.28 0.97 ± 0.13 16.98 ± 3.43 B 0.26 ± 0.14 3.70 ± 0.95 1.85 ± 0.37 0.55 ± 0.13 5.64 ± 2.53 C 0.45 ± 0.07 5.40 ± 0.47 2.58 ± 0.26 1.00 ± 0.07 9.80 ± 1.52 A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;C: 去除指狀腺體以上托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準差 ; 樣本數 = 3 A: control; B: stipule removed; C: stipule moved above colleters; Value: mean ± SE; n = 3. 表 313. 隨機區集分析第二次試驗水筆仔樹冠下層葉特徵 (2012. 10.19 2013. 2.17) Table 313. Results of randomized block analysis of leaf traits of Kandelia obovata of the second experiment at 1.2 m height (2012. 10.19 2013. 2.17). leaf trait df sum mean f p fresh weight treatment 2 0.45 0.06 26.04 0.07 tree 7 0.49 0.24 98.82 0.14 leaf length treatment 2 25.74 3.67 163.48 * tree 7 15.28 7.64 339.76 0.06 leaf width treatment 2 2.71 0.38 154.87 * tree 7 3.12 1.56 625.83 0.06 petiole length treatment 2 0.64 0.09 36.98 0.08 tree 7 0.37 0.18 75.5 0.12 leaf area treatment 2 172.4 24.63 66.95 * tree 7 241.8 120.9 328.78 0.09 * p < 0.05. 60

1 2 4 3 5 圖 39. 水筆仔托葉移除處理第三次試驗樹冠下層葉特徵 (2013. 7.1 8.30) 1 鮮重 ; 2 葉片長度 ; 3 葉片寬度 ; 4 葉柄長度 ; 5 葉面積 ;A: 對照組 ;B: 全 切托葉組 ;n = 7;** p < 0.01, *** p < 0.001 Fig. 39. Leaf traits of Kandelia obovata of stipule removal treatments of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). 1 fresh weight; 2 leaf length; 3 leaf width; 4 petiole length; 5 leaf area; A: control; B: stipule removed; n = 7; ** p < 0.01, *** p < 0.001. 61

表 314. 第三次試驗樹冠下層水筆仔葉特徵 (2013. 7.1 8.30) Table 314. Leaf traits of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). fresh weight (g) leaf length (cm) leaf width (cm) petiole length (cm) leaf area (cm 2 ) A 0.43 ± 0.08 6.18 ± 0.49 2.34 ± 0.16 1.38 ± 0.17 11.91 ± 1.76 B 0.16 ± 0.03 3.15 ± 0.41 1.55 ± 0.15 0.51 ± 0.08 4.09 ± 0.80 A: 對照組 ;B: 全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準差 ; 樣本數 = 7 A: control; B: stipule removed; Value = mean ± SE; n = 7. 表 315. Ttest 第三次試驗樹冠下層水筆仔葉特徵 Table 315. Results of ttest of leaf traits of Kandelia obovata of the third treatment at 1.2 m height. df t p fresh weight (g) 6 4.74 ** leaf length (cm) 6 6.61 *** leaf width (cm) 6 3.89 ** petiole length (cm) 6 5.80 *** leaf area (cm 2 ) 6 4.15 ** **p < 0.01, ***p < 0.001. 62

氣孔密度 全切托葉組在氣孔密度上低於對照組, 且氣孔形態在掃描式電子顯微鏡下觀 察, 常可發現未張開或是發育不完全的氣孔 (Fig. 310B) 第一次試驗中, 底層的對照組氣孔密度顯著高於全切托葉組 (Fig. 311; Table 316) 但樹冠層的氣孔密度在兩處理組之間並沒有顯著差異 (Fig. 312; Table 317) 對照組氣孔密度在樹冠層與樹冠下層之間也無顯著差異 (Fig. 313; Table 318) 因第第二次試驗時間較長導致最後能成功回收的樣本數較少, 且生長狀況不 佳可取樣位置過小因此並未進行氣孔密度的計算 第三次試驗中對照組氣孔密度 顯著高於全切托葉組 (Fig. 314; Table 319) 63

A B 圖 310. 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2013. 7.1 8.30) A: 對照組 ;B: 全切托葉 Fig. 310. Stomatal on leaves of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). A: control; B: stipule removed. 64

stomatal density (no. / mm 2 ) 200 150 100 50 0 A B treatment 圖 311. 第一次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16) A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;n = 5;*** p < 0.001 Fig. 311. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16). A: control; B: stipule removed; n = 5; *** p < 0.001. 表 316. 第一次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16) Table 316. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16). stoma density (no./ mm 2 ) A *** 161.8 ± 6.1 B *** 135.2 ± 10.1 A: 對照組 ;B: 全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準差 ; 樣本數 = 5;*** p < 0.001 A: control; B: stipule removed; Value = mean ± SE; n = 5; *** p < 0.001. 65

stomatal density (no. / mm 2 ) 200 150 100 50 0 a treatment b 圖 312. 第一次試驗水筆仔樹冠層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16) a: 對照組 ;b: 全切托葉 ;n = 3 Fig. 312. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m height (2012. 5.13 6.16). a: control; b: stipule removed; n = 3. 表 317. 第一次試驗水筆仔樹冠層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16) Table 317. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at 2.3 m (2012. 5.13 6.16). stoma density (no./mm 2 ) a 138.5 ± 9.4 b 144.1 ± 22.9 a: 對照組 ;b: 全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準差 ; 樣本數 = 3 a: control; b: stipule removed; Value = mean ± SE; n = 3. 66

stomatal density (no./ mm 2 ) 200 150 100 50 0 A a treatment 圖 313. 第一次試驗水筆仔樹冠層與樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16) A: 樹冠下層對照組 ;a: 樹冠層對照組 ;n = 5 Fig. 313. Stomatal density of Kandelia obovata leaves of the first experiment at different height from tree base (2012. 5.13 6.16). A: Lower position at 1.2 m height; a: Upper experimental position at 2.3 m height; n = 5. 表 318. 第一次試驗水筆仔樹冠層與樹冠下層葉片氣孔密度 (2012. 5.13 6.16) Table 318. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the first experiment at different height (2012. 5.13 6.16). stomatal density (no./mm 2 ) A 161.8 ± 6.1 a 140.1 ± 4.3 A: 下層高度 1.2 公尺 ;a: 上層高度 2.3 公尺 ; 數值 : 平均值 ± 標準差 A: Lower position at 1.2 m height; a: Upper experimental position at 2.3 m height; Value = mean ± SE; n = 5. 67

stomatal density (no. / mm 2 ) 250 *** 200 150 100 50 0 A B treatment 圖 314. 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2013. 7.1 8.30) A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;n = 7;*** p < 0.001 Fig. 314. Stomatal density on leaves of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m (2013. 7.1 8.30). A: control; B: stipule removed; n = 7; *** p < 0.001. 表 319. 第三次試驗水筆仔樹冠下層葉片氣孔密度 (2013. 7.1 8.30) Table 319. Stomatal density on leave of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m (2013. 7.1 8.30). stomatal density (no./mm 2 ) A *** 202.06 ± 9.9 B *** 150.14 ± 10.9 A: 對照組 ;B: 全切托葉 ; 數值 : 平均值 ± 標準差 ; 樣本數 = 7;*** p < 0.001 A: control; B: stipule removed; Value = mean ± SE; n = 7; *** p < 0.001. 68

3. 葉片結構 水筆仔葉片近軸面與遠軸面皆有發達的角質層, 且近軸面角質層厚度明顯高於遠軸面角質層 而近軸面與遠軸面表皮細胞為二至三層排列, 近軸面下皮層多數為單層細胞偶可見雙層細胞且厚度明顯高於遠軸面 而遠軸面下皮層皆為單層, 近軸面柵狀組織約三至五層, 層數與厚度皆明顯高於遠軸面柵狀組織 遠軸面柵狀多為一層細胞排列偶可見兩層細胞排列 第一次試驗中, 對照組與全切托葉組的海綿組織厚度與海綿組織層數有顯著差異, 即對照組的海綿組織厚度顯著較低, 其餘各組織則無顯著差異 (Fig. 316; Table 320) 兩種處理的海綿組織厚度皆佔葉片中最大比例, 接近葉片厚度的一半 雖然柵狀組織在對照組與全切托葉組織間無顯著差異, 但對照組有明顯較高的柵狀組織厚度 (Table 320) 對照組除了在海綿組織厚度較低之外, 其餘各種組織的厚度皆較托葉全切組來的高 (Table 320) 第三次試驗中, 全切托葉組相較於對照組有較厚的葉片 近軸面角質層 海綿組織 遠軸面下皮層 遠軸面表皮層及遠軸面角質層厚度等 (Fig. 317; Table 321), 且對照組同樣有顯著較低的海綿組織厚度 (Table 321) 各組織佔葉片的比例, 全切托葉組和對照組皆為海綿組織佔有最高比例, 其次為近軸面柵狀組織, 且近軸面的角質層 表皮層 下皮層與柵狀組織同樣較遠軸面來的厚 (Table 321) 相較於對照組, 全切托葉組的海綿組織細胞排列較為緊密, 且其細胞似較大 (Fig. 315) 且兩次觀察中海綿組織厚度都顯著高於對照組, 其它各項組組織雖 略有差異但皆無顯著差異 (Tables 320, 321) 69

A C B D 圖 315. 水筆仔第三次試驗樹冠下層葉片解剖構造 (2013. 7.1 8.30) A B: 對照組 ;C D: 全切托葉 ; 比例尺 :50 μm Fig. 315. Leaf cross sectines of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). A B: control; C D: stipule removed; Bars = 50 μm. 70

Leaf anatomical characters percent 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% upper cuticle upper epidermis upper hypodermis palisade tissue sponge tissue * lower palisade tissue lower hypodermis lower epidermis 10% 0% A treatment B lower cuticle 圖 316. 水筆仔第一次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例圖 (2012. 5.13 6.16) A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;n = 3;* p < 0.05 Fig. 316. The percentage of leaf anatomical characters of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16). A: control; B: stipule removed; n = 3; * p < 0.05. 71

表 320. 水筆仔第一次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例 (2012. 5.13 6.16) Table 320. Leaf anatomical character and percentage of Kandelia obovata of the first experiment at 1.2 m height (2012. 5.13 6.16). A B leaf thickness (μm) 440.17 ± 14.59 (100) 445.14 ± 7.34 (100) upper cuticle (μm) 7.38 ± 0.47 (1.7) 6.19 ± 0.54 (1.4) upper epidermis (μm) 29.76 ± 3.07 (6.7) 27.43 ± 0.39 (6.2) upper hypodermis (μm) 52.92 ± 7.78 (12.0) 50.23 ± 2.53 (11.3) palisade tissue (μm) 104.78 ± 4.19 (23.8) 79.0 ± 7.66 (17.7) sponge tissue* (μm) 185.93 ± 1.04 (42.2) 213.45 ± 3.63 (48.0) sponge layer * 12.3 ± 0.19 () 13.7 ± 0.19 () lower palisade (μm) 28.28 ± 1.4 (6.4) 25.64 ± 1.3 (5.8) lower hypodermis (μm) 22.92 ± 2.43 (5.2) 20.81 ± 1.21 (4.7) lower epidermis (μm) 23.38 ± 1.05 (5.3) 21.48 ± 2.15 (4.8) lower cuticle (μm) 3.61 ± 0.30 (0.8) 3.29 ± 0.20 (0.7) A: 對照組 ;B: 全切托葉 ; 平均值 ± 標準差 ; 括號表示比例 ; 樣本數 = 3; *** p < 0.001 A, control; B, stipule removed; Value = mean ± SE; Brackets mean percentage; n = 3; * p < 0.05. 72

percentage of leaf anatomy 100% upper cuticle 90% 80% 70% 60% upper epidermis upper hypodermis palisade tissue 50% sponge tissue * 40% lower palisade 30% 20% 10% 0% A B lower hypodermis lower epidermis lower cuticle 圖 317. 水筆仔第三次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例圖 (2013. 7.1 8.30) A: 對照組 ;B: 全切托葉 ;n = 7;* p < 0.05 Fig. 317. The percentage of leaf anatomical characters of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). A: control; B: stipule removed; n = 7; * p < 0.05. 73

表 321. 水筆仔第三次試驗樹冠下層葉片解剖構造比例 (2013. 7.1 8.30) Table 321. Leaf anatomical character and percentage of Kandelia obovata of the third experiment at 1.2 m height (2013. 7.1 8.30). A B leaf thickness (μm) 397.4 ± 19.3 (100) 434.6 ± 20.2 (100) upper cuticle (μm) 5.9 ± 0.3 (1.5) 6.2 ± 0.1 (1.4) upper epidermis (μm) 25.0 ± 1.4 (6.3) 25.3 ± 1.3 (5.8) upper hypodermis (μm) 49.9 ± 2.6 (12.6) 45.3 ± 1.8 (10.6) palisade tissue (μm) 75.0 ± 8.9 (18.2) 64.9 ± 6.3 (15.1) sponge tissue * (μm) 176.7 ± 7.0 (44.8) 221.7 ± 18.2 (50.6) sponge layer 12.9 ± 0.3 () 13.4 ± 0.7 () lower palisade (μm) 18.9 ± 1.1 (4.8) 18.3 ± 1.1 (4.2) lower hypodermis (μm) 20.5 ± 0.6 (5.2) 23.4 ± 1.1 (5.3) lower epidermis (μm) 18.9 ± 0.7 (4.8) 20.4 ± 0.7 (4.6) lower cuticle (μm) 3.4 ± 0.2 (0.8) 3.5 ± 0.2 (0.8) A: 對照組 ;B: 全切托葉 ; 括號表示比例 ; 平均值 ± 標準差 ; 樣本數 = 7; * p < 0.05 A: control; B: stipule removed; Brackets mean percentage; Value = mean ± SE; n = 7; * p < 0.05. 74

圖 318. 水筆仔托葉植食生物 Fig. 318. Herbivores on stipule of Kandelia obovata. 75

圖 319. 螞蟻受水筆仔指狀腺體分泌物黏附於幼葉上 Fig. 319. Dead ants on the young leaf of Kandelia obovata coated with exudates of colleters. 76

四 討論 過去關於托葉的研究相當稀少, 至於指狀腺體功能性的試驗則未曾有報導, 本研究為首次針對托葉及指狀腺體功能性進行實驗 本研究發現水筆仔幼葉的各項葉特徵會隨托葉去除程度的增加而下降, 明確地顯示出托葉具有保護幼葉免於受傷害的功能 而托葉近軸面基部指狀腺體的則可能是具有協同托葉保護幼葉的功能 第一次試驗中, 樹冠下層的葉片生長的長度僅在實驗結束時有近顯著差異, 樹冠層則是在實驗第 36 天後就呈現顯著差異 但底層各項葉特徵包含氣孔密度卻皆呈現顯著差異, 而樹冠層的特徵則僅在葉長度和葉鮮重上有顯著差異 可能是因為第一次試驗在選擇托葉及幼葉長度不夠一致所造成的 各項處理的葉特徵在樹冠層和底層之間並無顯著差異, 且為了實驗的方便性, 故在後續的兩次實驗中皆在底層進行處理 第二次試驗只保留三組處理並且在冬季進行, 葉片的生長天數 ( 至下一對葉片展開前之天數 ) 明顯較長, 為夏季生長天數的兩倍, 同樣的情形在日本琉球的水筆仔葉片生長在冬季較為緩慢 (Analuddin et al., 2009) 第二次試驗因實驗時間較長, 導致存活的樣本數較少, 因此並無進行葉片氣孔密度和解剖構造的觀察 第三次試驗僅保留對照組和托葉全切除組在夏季進行 雖然葉片生長時間在第二次試驗中明顯長於第三次試驗, 但兩次試驗中各項處理的葉片逐週的增長長度分別在實驗結束前三及四週才開始呈現顯著差異 儘管幼葉在發育初期就受到處理, 但可能必須等到對照組幼葉開始快速發育才會顯現出顯著差異 但本特徵在第一次試驗的上層組之第 36 天就產生顯著差異, 而第三次試驗為第 41 天產生顯著差異, 兩次試驗產生顯著差異的天數相當接近 葉特徵在第一次試驗的樹冠下層組 第二次及第三次試驗中, 對照組與全切托葉組均呈現顯著的差異, 對照組顯著高於全切托葉組, 顯示缺少托葉保護的葉片生長較為不良 第一次試驗中的套袋全切托葉組則是與全切托葉組無顯著差異, 但在部分項目中套袋全切托葉反而低於全切托葉組, 套袋對照組的各項葉特徵同樣低於對照組 因此我們認為套袋對於水筆仔葉片生長有負面的影響 套袋可能會影響氣體的交換 微環境的濕度 光線的接受甚至是成為昆蟲的庇護所, 因此在後續的實驗中並未保留這兩項處理 第一次試驗中去除托葉前端處理的葉特徵類似於對照組, 而保留指狀腺體部 分托葉的處理, 其葉特徵介於去除托葉前端處理與全切托葉組之間 顯示托葉即 77

使部份受到傷害仍然能夠有保護的作用 但保留指狀腺體部分托葉的處理在第一次與第二次試驗結果皆類似全切托葉處理 顯示托葉雖然在受到傷害的情況下依然能夠提供幼葉保護, 但所提供的保護能力會隨著托葉受傷的程度增加而下降, 且留下的托葉若少於托葉總長度的三分之二, 其保護的效果並不大 指狀腺體生長在托葉底部近軸面, 不易進行去除指狀腺體的試驗 但若以指狀腺體來看, 除了全切托葉組外, 其他各組僅在托葉的去除程度上有所差異, 其指狀腺體皆完整保留, 但各項葉特徵仍然是隨托葉去除的程度增加而下降 因此我們認為指狀腺體可能僅有協同托葉一起保護幼葉的作用 第一次試驗中對照組的葉面積在樹冠層與樹冠下層之間並無太大的差異, 且樹冠層的葉面積略大於底層, 這與前人研究並不一致 (Kao, 2006) 可能在樹冠層取樣的位置上並無法達到真正的樹冠層的位置, 而本實驗中葉片在下一對葉片展開時就取下, 不同於前人研究中是取第三 四對葉片, 有較長的生長時間, 且在梨子研究中指出相較於枝條兩端, 枝條中段葉片有較大葉面積 (Xie and Luo, 2003) 第二次試驗中對照組葉面積高於第三次試驗的對照組, 琉球的研究同樣指出水筆仔葉面積有季節的變化, 且在冬季有較高的葉面積, 而冬季有較大的葉面積被認為是與較低的氣溫及蒸汽壓差有關, 較大的葉面積有助於植物在葉片較少的情況下增加碳的吸收 (Analuddin et al., 2009) 氣孔密度僅計算對照組與全切托葉組兩項處理 氣孔密度在第一和第三次試驗的底層兩項處理間具有顯著差異, 全切托葉組氣孔密度均顯著低於對照組, 且可發現許多氣孔呈現發育不良的情況 全切托葉組的幼葉在發育初期缺乏托葉與指狀腺體的保護, 必須提早面對水分蒸散和光線照射的影響 較低的氣孔密度可減少水分的蒸散 (Kao, 2006) 而光線影響氣孔密度的情況, 已在菊科 (Asteraceae) 的 Ambrosia cordifolia 被報導, 生長在高光度環境下的葉片有較低的氣孔密度 (Mott and Michaelson, 1991) 比較第一次試驗的樹冠層和樹冠下層對照組的氣孔密度, 兩者之間無顯著差異, 這種情況與前人的研究並不一致 (Kao, 2006), 而本實驗中的樹冠層氣孔密度與前人研究類似, 但樹冠下層的氣孔密度卻高於前人研究及樹冠層 濕度和光度已被證實會影響植物葉片氣孔密度 (Torre et al., 2003; Fanourakis et al., 2013;Krokhmal, 2013), 而樹冠下層葉片生長在潮溝上方, 可能有較高的濕度及較低的光照, 因此有較高的氣孔密度 第一次和第三次試驗的葉部解剖構造觀察, 除了海綿組織之外, 其他各項組織在對照組與全切托葉組之間皆無顯著差異 全切托葉組海綿組織厚度顯著高於對照組, 且有排列較緊密的海綿組織細胞 許多研究指出葉片海綿組織在植株受逆境的情況下容易產生變化 菜豆的葉片海綿組織在有鹽度的環境下會有增厚的 78

現象發生 (Wignarajah et al., 1975), 菜豆 棉花及 Atriplex 等植物葉片的海綿組織細胞層數會隨鹽度上升而增加 (Longstereth and Nobel, 1979) 葉片海綿組織在鹽度逆境下會有增厚的現象, 被認為是海綿組織細胞增大用以儲存水分所造成 (Wignarajah et al., 1975) 光線和濕度同樣會影響葉片海綿組織厚度 生長在光亮且乾燥環境下的 Alchornea triplinervia(euphorbiaceae) 植株, 相較於生長在陰暗且潮濕環境植株葉片有較厚的海綿組織厚度 (Rocas et al., 1997) 三白草 (Trifolium repens) 的研究中發現生長於不同強度的光照下的植株, 其葉片在海綿組織的厚度上會有顯著的差異, 且海綿組織厚度與光照度呈負相關 (Shi and Cai, 2006) 但本研究中兩項處理皆在相同鹽度 光照及濕度下進行 因此海綿組織變化結果, 可能較類似天南星科 (Araceae) 的綠蘿 (Scindapsus aureus) 的研究結果, 葉片在高光照度及長時間光照的情況下會使得海綿組織增厚 (Gui et al., 2007) 全切托葉組之幼葉因缺少托葉的保護, 使得葉片在發育階段就接受到光線照射, 過早接受到光線可能會對葉片發育造成影響 水筆仔幼葉在缺少托葉的保護情況下, 可能會透過增加海綿組織厚度的方式來適應其生長環境的光照變化 托葉與幼葉生長的時間與長度, 在冬季和夏季間有些微差異 唯獨葉片生長的天數, 在冬季明顯長於夏季 而最終的托葉及葉片長度在夏季與冬季間沒有明顯差異 顯示水筆仔葉片在冬季的生長明顯較為緩慢 且胎生苗生長時期可能會使葉片生長減緩 這種情況與同為亞熱帶的日本琉球所做研究結果類似, 水筆仔在冬季有最低的新葉數和生長速度, 因葉片生長與氣溫呈顯著的正相關, 且葉片與繁殖器官的出現呈負相關 (Gwada et al., 2000;Analuddin et al., 2009; Kamruzzaman et al., 2012a;2012b;Sharma et al., 2012) 茜草科 Bathysa nicholsonii 托葉上並無植食動物取食的現象 (Miguel, 2006), 不同於水筆仔觀察的結果 水筆仔托葉在夏季經常受到捲葉蛾科 (Tortricidae) 心芽蛀蟲的取食 (Fig. 316), 心芽蛀蟲由托葉外鑽入取食托葉內幼芽, 進而導致頂芽死亡 ( 何,1994) 而頂芽受到昆蟲取食的情況同樣也發生在生長於澳洲的五梨跤 (Burrows, 2003) 顯示水筆仔托葉仍無法完全抵抗植食性昆蟲, 而心芽蛀蟲可能為對托葉具專一性的取食者 托葉去除組的葉片並無發現被取食的痕跡, 但皆可發現葉片受到物理性傷害所留下的傷痕 野外的觀察中也發現螞蟻受到水筆仔指狀腺體分泌物所黏附而死亡 (Fig. 317) 因此, 包覆於幼葉外的托葉可能可避免幼葉受到物理性的傷害 (Paiva, 2006b), 例如紅樹林環境中的強風, 而指狀腺體可能有助於減少非專一性的昆蟲取食幼葉及病原菌的傷害 由托葉功能試驗的結果可知, 水筆仔幼葉若缺少托葉保護會造成葉表上的物 理性傷害, 且生長狀況與各項葉特徵均比具托葉保護的葉片明顯下降 而托葉受傷 害的程度若少於總長度的三分之二, 可能即無法發揮保護的效果 水筆仔幼葉若 79

缺少托葉及指狀腺體的保護, 會使幼葉提早面臨水分蒸散及光線照射等逆境, 進而影響葉片生長發育 綜合以上結果, 我認為水筆仔托葉確實能提供幼葉物理性的保護, 而指狀腺體亦有協同保護的功能, 其分泌物可能有助降低葉片的水分蒸散, 並利用其黏性來防止植食性昆蟲的取食和病原菌的傷害, 而無托葉保護的幼葉並無被取食的痕跡, 且容易發現物理性的傷痕及扭曲變形的外觀 80

第四章 托葉和葉片特徵之鹽度試驗 一 前言 生長於紅樹林環境中的植物, 必須能夠適應缺氧的土壤 海水的淹沒及含鹽分的海水和土壤, 因而發展出多元的機制與形態特徵 紅樹林植物在鹽分壓力下的生存策略可概分為兩大類, 分別為泌鹽 (secretion) 與非泌鹽 (nonsecreters) (Tomlinson, 1986) 非泌鹽植物則透過拒鹽 (exclusion) 及累積鹽分 (accumulation) 等機制來降低鹽分的傷害 (Tomlinson, 1986 ; Saenger, 2002 ; Parida, 2010) 海茄苳屬 (Avicennia) 物種具有泌鹽能力的鹽腺 (salt gland), 其圓頭具柄之棒狀構造出現於葉片上 下表皮, 鹽腺能聚集葉片中之鹽分於鹽腺腔 (collective chamber) 中, 透過分泌細胞分泌至葉片外, 並藉此機制控制植物體內的鹽份平衡 (Tomlinson, 1986;Lin, 1999;Saenger, 2002) 紅樹林植物拒鹽的機制為透過根部特殊的障礙來進行超微過濾 (ultrafiltration) 可濾除海水中 80 95% 的鹽份, 避免過多的鹽分進入木質部液, 但仍會有少量的鹽分進入植物體內, 而水筆仔屬 (Kandelia) 紅樹屬 (Rhizophora) 細蕊紅樹屬(Ceriops) 及紅茄苳屬 (Bruguiera) 物種在拒鹽的機制上有較好的效率 (Scholander 1968 ; Tomlinson, 1986 ; Saenger, 2002 ; Parida, 2010 ) 水筆仔屬 紅樹屬 紅茄苳屬及海茄苳屬物種會累積進入植物體內的鹽分於特定部位如樹皮或老葉 Rhizophora mangle 脫落的老葉中含有豐富的 Na +,R. mucronata 老葉中則含有豐富的 Cl(Saenger, 2002) 紅茄苳葉片在老化過程中 Na + 和 Cl 含量上升, 而 N P K 含量則下降且轉移出老葉 (Wang and Lin, 1999) 透過這種養分和鹽分互換的方式來達到代謝植物體中過多的鹽分, 且同時保留養分 (Saenger, 2002) 紅樹林植物生長於海濱環境, 含鹽分的海水不利於紅樹林植物水分吸收, 形成生理上的乾旱 (physiological dryness), 因此紅樹林植物的葉片構造表現出旱生植物的特徵 ( 宋,1960 ; Tomlinson, 1986) 紅樹林植物葉片一般都光滑且具有厚的角質層 (cuticle), 發達的下皮層 (hypodermis), 氣孔多僅分布於葉的下表面 ( 宋, 1960 ; Tomlinson, 1986 ; Das and Ghose, 1996) 紅樹科植物發達的下皮層被認為有許多不同的功能性, 如水分儲存 鹽分累積 滲透調節 散熱 養分儲存及儲存單寧物質以避免真菌感染 (Saenger, 2002) 過去對於紅樹科紅樹林植物的葉片解剖構造已相當豐富 紅茄苳屬與紅樹屬植物葉片為背腹型 (dorsiventral), 紅茄苳屬植物葉片有單層細胞排列的表皮層及下皮層,2 3 層的柵狀組織及層數不定的海綿組織 (Sheue, 2003) 而在臺灣紅樹科物種葉片解剖構造的研究中, 水筆仔葉片革質, 外表角質層發達, 上 下表皮 81

層細胞約 2 3 層且富含丹寧, 但外層細胞較小, 氣孔下陷, 上 下層下皮層細胞約 1 2 層, 且內含豐富的丹寧, 葉肉內柵狀組織可分為上層和下層, 上層柵狀組織較為發達, 海綿細胞介於上下層柵狀細胞之間, 稱為擬同面葉 (semiisobilateral leaf)( 宋,1960 ; 陳,1984 ; TsaiChiang, 1984) 五梨跤葉革質, 角質層發達, 上下表皮層細胞單層排列, 內含單寧, 氣孔凹陷, 下皮層細胞 7 8 層, 分為兩型, 外層細胞較小, 內層較大, 柵狀組織 2 5 層, 海綿細胞間隙大 ( 宋,1960 ; 陳, 1984) 紅茄苳葉片革質, 角質層厚, 上下表皮細胞單層排列, 氣孔下陷, 下皮層細胞單層排列, 柵狀組織三層, 海綿組織排列疏鬆, 細胞間隙明顯 ( 宋,1960; 陳,1984) 細蕊紅樹葉肉質, 角質層厚, 上下表皮細胞單層排列, 氣孔下陷, 下皮層細胞兩層排列且富含單寧, 柵狀組織 2 3 層, 海綿組織排列疏鬆, 細胞間隙明顯 ( 宋,1960 ; 陳,1984) 對於紅樹林物種的鹽度試驗已有相當深入的研究 五梨跤幼苗的試驗中顯示鹽度 8.7(PSU, practical salinity unit) 的處理有最佳的生長狀況 (Clough, 1984) 國內對於五梨跤胎生苗的試驗則認為在 7.5 15 PSU 為最適合之鹽度 ( 范,2009) 水筆仔幼苗的鹽度試驗中,10 PSU 的處理下有最高的生物量, 且隨鹽度上升而下降 而 30 PSU 的處理下其葉肉質性 (leaf succulence) 有最大值, 葉含水率則在 35 PSU 的處理下有較高的值 ( 王等,2004) 桐花樹(Aegiceras coniculatum) 角質層厚度會隨土壤鹽度的上升而增加, 氣孔密度則會隨土壤鹽分增加而下降, 而鹽腺的密度在下表面高於上表面, 且會隨土壤鹽度增加而上升 (Lin, 1999) 紅茄苳鹽度試驗中顯示在遭遇鹽度上升的情況下, 紅茄苳會透過增加蒸散速率來平衡外部的滲透壓, 被認為有助於紅茄苳適應鹽度波動的紅樹林環境 (Takemura, 2000) 五梨跤的蒸散速率在 30 PSU 的處理下, 比起 0 PSU 僅略微下降, 但在海桑 (Sonneratia caseolaris) 則是明顯的下降 (Yan and Guizhu, 2007) 馬來西亞植物誌中提到紅樹科的紅樹林 (mangrove) 與內陸 (inland) 物種在葉片上會出現 深色的腺體狀小點, 但並未使用木栓疣 (cork wart) 一詞, 並且以此特徵作為紅樹科植物屬的分類依據 (Hou, 1958) 木栓疣一詞則是等到 (Tomlinson, 1986) 書中才被使用, 並且提到紅樹屬物種葉下表面可明顯觀察到木栓疣, 可做為鑑別紅樹科中紅樹屬之依據 木栓疣有時也被稱作皮孔 (lenticels) (Roth, 1992) 產在中國的紅樹科植物, 木栓疣在紅樹屬葉下表面較為明顯 ( 林, 1997) 印度的紅樹林研究中指出, 黑色圓點狀的木栓疣會規律地出現在紅樹屬物種的葉下表面, 並以木栓疣作為紅樹科內屬的分類依據 (Naskar and Mandal, 1999) 海茄苳科的海茄苳也曾被報導具有木栓疣的存在 ( 宋,1960) 而進一步詳細的觀察紅樹科之木栓疣後, 研究指出木栓疣也會出現在紅樹科的紅茄苳屬 細蕊紅樹屬 水筆仔屬及紅樹屬等物種的葉上下表, 但僅在紅樹屬的葉下表面有規律地出現 (Sheue, 2003) 而在紅樹屬內之各物種上,R. mangle 和 R. mucronata 葉下表面 82

可觀察到木栓疣的出現 (Roth, 1992 ; Naskar and Mandal, 1999), R. apiculata 則可以在葉上下表面觀察到 (Naskar and Mandal, 1999) 五梨跤木栓疣是均勻分佈在葉下表面, 上表面則較少見 ( 宋,1960 ; Sheue, 2003 ; Evans et al., 2008) 但亦有研究者指出產於澳洲的 R. apiculata 其葉表並無明顯可見之木痊疣 (Duke and Bunt, 1979;Sheue, 2003) 紅樹屬木栓疣的發育過程已有學者描述如下 : 木栓疣在葉上下表面發育有所差異, 下表面之木栓疣由氣孔周圍細胞徑向延伸, 並由細長細胞圍繞著氣孔, 形成花圈狀 (wreath), 接著平周分裂形成多層且平行的壁, 且下皮層同時圍繞著氣腔 (respiratory cavity) 做進行垂周延伸, 並重複平周分裂, 排列於氣孔下方, 最後由下皮層將表皮層推上葉表面 形成之木栓疣, 位於遠軸面表皮層與柵狀組織之間, 且富含有單寧 ; 上表面之木栓疣則是源自於表皮層 (Roth, 1992;Sheue, 2003) 另有一假說認為, 木栓疣在托葉內葉原基體 (primordia) 時期即產生, 隨著葉片的生長而逐漸發育形成, 且木栓疣數量在成熟葉與葉原體時期並無增加 (Evans and Bromberg, 2010) 因此, 木栓疣的發育過程仍然有待確認 木栓疣為木栓化的構造, 可能有助植物對抗昆蟲的刺穿 (punctures) 機械性傷害或微生物的傷害 (Fahn, 1990) 而出現在紅樹林植物上的木栓疣, 目前多被認為與適應紅樹林環境有關 一些研究則認為植物葉片上的木栓疣為分泌的構造, 可能具有泌水的功能 (Areschoug, 1902), 或是泌鹽的功能, 因部分紅樹林植物具有泌鹽的機制, 而紅樹屬植物葉片具有明顯木栓疣且缺乏鹽腺, 因此木栓疣可能有分泌鹽分的功能 (Naskar and Mandal, 1999) 細胞微細構造研究指出木栓疣周圍葉肉細胞含有豐富的粒線體和葉綠體, 因此被認為具有分泌的功能 (Roth, 1992) 根據中國紅樹林植物所做的研究指出木栓疣的出現是為了因應高鹽分的紅樹林環境中, 大量累積於植物體內的氯所產生的毒性 ( 林,1997) 近來的研究則認為木栓疣的出現可能與植物體內氣流的流動有關, 空氣進入到木栓疣內的空腔, 當空氣受太陽加熱膨脹後, 藉此將氣體加壓進入到葉片通氣組織 (aerenchyma), 經由葉柄 莖到支柱根的通氣組織, 將空氣運送至根部, 供應根尖分生組織, 使植物體能在缺氧的底質中生長 (Evans et al., 2005;2008;2009;Evans and Bromberg, 2010) 紅樹科部分物種的解剖構造已被系統性的研究及報導 (Tomlinson, 1986; Saenger, 2002; Sheue, 2003), 然而有關生態適應的解剖構造研究仍然是相當缺少的 (Nabilah et al., 2011) 指狀腺體通常被認為具有保護初生組織的作用(Thomas, 1991), 但目前仍無明確的證據顯示其功能究竟為何 而紅樹科物種分布於含鹽分的紅樹林環境的物種皆具有指狀腺體, 因此我們假設指狀腺體有助紅樹科紅樹林植物適應具有鹽分的紅樹林環境, 並依此進行試驗 木栓疣的功能性雖然有相當 83

多的可能說法, 但其功能仍不明確 且對於木栓疣的解剖構造及形成原因仍不夠清楚 (Evans et al., 2008) 因此, 本研究對指狀腺體及木栓疣做鹽度試驗, 試圖瞭解指狀腺體與木栓疣是否有助於紅樹林植物適應含鹽分的環境, 以期對木栓疣及指狀腺體的功能有更進一步的瞭解 84

二 材料方法 野外試驗水筆仔托葉主要採自彰化縣芳苑鄉, 分別位於王功漁港北側堤防內之潮溝 ( 代號為 UK) 及芳苑鄉大排水溝旁 (N 23 57 39. 97 E 120 20. 45. 44, 代號為 UCK) 王功漁港北側潮溝 (UK) 鹽度約 10 27 PSU 之間, 屬砂質壤土 ( 薛,1995) 實際測量鹽度約 17 22 PSU, 平均鹽度 20 PSU, 平均樹高 2.9 m; 芳苑鄉大排水溝 (UCK) 實際測量鹽度多為 0 PSU, 但大潮時可測到 3 5 PSU 的鹽度, 平均樹高約 2.1 m 並於高雄中學(KSK) 採集長期栽培於淡水環境中的植株托葉, 樹高約 1.5 m ( UK) 和 (UCK) 兩樣點實驗期間平均氣溫 24.6, 七月最暖月均溫 29.1, 一月最冷月均溫 16.9, 平均降雨量 244.7 mm( 資料來源 : 中央氣象局 ) 五梨跤托葉主要採自兩樣點, 即台南市南區鯤鯓里 (N 22 57 29. 81 E 120 10 32. 87, 代號為 WR) 與億載金城旁出海口 (N 22 59 07.09 E 120 09 32.47, 代號為 IR) 並於雙春濱海遊憩區(N 23 18 20.36 E 120 06 43.25, 以下簡稱 DS) 及高雄中學 ( 代號為 KSR) 兩樣點採集少數樣本作觀察 鯤鯓里 (WR) 鹽度約 18 23 PSU 之間, 屬砂質壤土 ( 薛,1995) 平均鹽度約 20 PSU, 平均樹高約為 3.4 m; 億載金城 (IR) 鹽度約 29 33 PSU, 平均鹽度 30 PSU, 平均樹高 2.6 m; 雙春濱海遊憩區 (DS) 平均鹽度為 20 PSU, 平均樹高 2.1 m; 高雄中學 (KSR) 植株長期栽培於淡水環境中, 樹高約 1.5 m 實驗期間鯤鯓里( WR) 億載金城(IR) 及雙春濱海遊憩區 (DS) 平均氣溫 24.7, 七月最暖月月均溫 29.4, 一月最冷月月均溫 17.5, 平均降雨量 144.6 mm( 資料來源 : 中央氣象局 ) 兩物種於主要的兩樣點各選擇五棵植株, 每株於高度 1.5 m 處, 植株離水側採集三枚接近展開的托葉及托葉下方第二對葉片, 用以測量托葉 指狀腺體及葉片特徵, 並於採集時記錄海水鹽度 實驗於 2012 年夏季 (8 月 ) 及 2013 年冬季 (1 月 ) 各進行一次 種植試驗五梨跤幼苗與水筆仔胎生苗於 2012 年 2 月採集自野外 五梨跤幼苗於鯤鯓里 (WR) 樣點採集已生長兩對葉片的幼苗 ( 平均幼苗高度 35.6 cm) 連同土壤帶回, 混和一般土壤及蛇木屑以增加空隙, 種植於花盆中, 每盆一棵, 每三盆置於塑膠盆內 設置兩種鹽度處理, 分別加入鹽度 20 和 30 PSU 的人工海水, 淹沒至花盆一半的高度 (7.8 cm, 約 7 L), 每日調整鹽度和水位 鹽度條件為參考野外自然環境所設置 兩種鹽度條件, 各三重複, 每一重複三棵, 共九棵 85

水筆仔來自王功漁港北側潮溝 (UK) 樣點當年自然掉落之胎生苗 ( 胎生苗平均長度 20.36 cm) 帶回 混和當地土壤和一般土壤並加入蛇木屑種植, 以 150 cm 高度處自然落下方式插植於花盆中, 每盆三棵, 每三盆置於一塑膠盆 設置鹽度 0 和 20 PSU 兩種處理組, 盆內分別加入自來水及鹽度 20 PSU 的人工海水, 淹沒至土壤高度, 每日調整鹽度和水位 鹽度條件為參考野外自然環境所設置 兩種鹽度條件, 各三重複, 每一重複九棵, 共二十七棵 種植完成後六個月始進行種植試驗, 實驗期間平均氣溫 24.6,7 月最暖月 均溫 29.1, 一月最冷月均溫 16.9, 平均降雨量 244.7 mm( 資料來源 : 中央 氣象局 ) 於冬季 (12 2 月 ) 及夏季 (6 8 月 ) 採集五梨跤與水筆仔接近展開的托葉, 做托葉 指狀腺體形質觀察 並採集五梨跤托葉下方第二對葉片做木栓疣密度觀 察與葉片解剖構造 葉片與指狀腺體形質測量以直尺測量水筆仔與五梨跤葉片長度 寬度 托葉長和寬度 並使用掃描器掃描五梨跤新鮮葉片後, 以 image J 軟體計算葉面積 並取測量葉面積之葉片計算木栓疣之數量, 並將所得數值除以葉面積得到木栓疣密度 cork wart density = cork wart number / leaf area (cm 2 ) 使用解剖顯微鏡計算水筆仔與五梨跤托葉內指狀腺體個數 排列數, 並隨機 選擇三枚指狀腺體以掃描式電子顯微鏡測量指狀腺體長 寬度 葉片及木栓疣解剖構造五梨跤及水筆仔葉片解剖構造觀察材料皆取自托葉下方第二對葉片, 裁切葉中段主脈兩側的位置呈長方形做埋膠切片 木栓疣解剖構造觀察材料取自種植於鹽度 30 PSU 的五梨跤幼苗, 採集托葉下方第二對葉片, 裁切包含有木栓疣的位置呈長方形做埋膠切片 並利用 image J 軟體測量所得照片之木栓疣直徑 所測得之托葉長 寬, 指狀腺體長 寬 數量 排列數, 葉片長 寬 面積, 木栓疣數量 密度數值, 採用 Ttest 分析是否具有顯著差異, 以上統計方法以統計 軟體 R 2.15.0 及 Rcmdr 模組進行分析 86

三 結果 1. 葉片結構水筆仔水筆仔葉片不論在野外或種植個體, 近軸面及遠軸面皆有下皮層與柵狀組織 (Figs. 41, 42) 近軸面表皮細胞約 1 3 層不等, 遠軸面表皮細胞則為 1 2 層, 而不論近軸面或遠軸面, 靠葉片內側的表皮細胞皆較外側的大 (Figs. 41, 42) 近軸面和遠軸面下皮層多為單層細胞排列, 偶爾可見兩層細胞排列 (Figs. 41, 42) 遠軸面柵狀組織僅約 1 2 層細胞, 明顯少於近軸面 3 5 層的柵狀組織 (Figs. 41, 42) 近軸面角質層約 4 5 μm, 遠軸面角質層約 2 4 μm(tables 41, 43) 遠軸面各項組織厚度皆較近軸面來的薄 (Tables 41, 43) 海綿組織厚度雖然在各處理間有相當大的差異, 但細胞層數則皆為 11 12 層, 且佔葉片厚度的比例在不同鹽度條件下仍然相當接近 (Tables 41, 43) 自然生長於不同鹽度條件下的水筆仔植株, 其葉片各項解剖構造厚度與佔葉片厚度比例並無明顯差異, 且兩鹽度條件之間並無顯著差異, 僅在遠軸面角質層有近顯著差異 (Tables 41, 42) 種植於不同鹽度條件下的水筆仔植株, 其各項葉片解剖構造及佔葉片厚度比例同樣無明顯差異, 且兩鹽度條件之間同樣無顯著差異, 只在近軸面角質層有近顯著差異 (Tables 43, 44) 五梨跤五梨跤葉片有較複雜的解剖構造, 不論野外或種植個體皆包含單層排列的表皮層,4 6 層細胞排列的下皮層 柵狀組織 海綿組織和由柵狀組織環繞的漏斗狀黏液細胞 (mucus cell)(figs. 43, 44) 近軸面角質層厚約 3 7 μm, 遠軸面角質層厚度約 4 5 μm(tables 45, 47) 近軸面表皮層厚度約 11 14 μm, 遠軸面表皮層厚度約 12 14 μm(tables 45, 47) 近軸面下皮層又可分兩種不同大小的細胞, 第一層的上皮細胞較小厚度約 14 26 μm, 第二層的上皮細胞則較大, 厚度約 46 217 μm(tables 45, 47) 柵狀組織厚度約 118 158 μm(tables 45, 47) 介於近軸面下皮層和柵狀組織之間的黏液細胞厚度約 91 113 μm(tables 45, 47) 海綿組織厚度約 179 198 μm, 細胞層數約 9 10 層, 且可在海綿組織發現少數異形細胞 (idioblast) 存在 但經由本實驗埋膠切片法所得的半薄切片因厚度約較薄 ( 約 900 nm), 故只能呈現局部的異形細胞 自然生長於兩種不同鹽度條件下的植株, 其葉片組織在下皮層厚度及下皮層 占葉片比例在兩樣點之間有顯著差異, 即生長在高鹽度的億載金城 (IR, 30 PSU) 87

的植物葉片有顯著較高的下皮層厚度 (Tables 45, 46) 而種植於不同鹽度條件下 的五梨跤植株, 其葉片各項組織在兩鹽度處理之間並無顯著差異, 僅在近軸面表 皮層有近顯著差異, 鹽度 20 PSU 的處理有略為較高的表皮層厚度 (Table 48) 88

h e e h p p s s p p h e h e 圖 41. 不同樣點之水筆仔葉片解剖構造 A: 彰化縣芳苑鄉大排水溝, 淡水 ;B: 彰化縣芳苑鄉王功漁港潮溝, 鹽度 20 PSU; e: 表皮層 ;h: 下皮層 ;p: 柵狀組織 ;s: 海綿組織 ; 比例尺 :50 μm Fig. 41. Leaf transverse sections of the Kandelia obovata from different locations. A: UCK, fresh water; B: UK, 20 PSU; UCK: Changhua County, Fangyuan Township; UK: Changhua County, Fangyuan Township, Wanggong; e: epidermal, h: hypodermal, p: palisade tissue, s: sponge tissue; Bars = 50 μm. 89

e h e h p p s s p e h h p e 圖 42. 不同鹽度之水筆仔葉片解剖構造 A: 淡水 ;B: 鹽度 20 PSU;e: 表皮層 ;h: 下皮層 ;p: 柵狀組織 ;s: 海綿組 織 ; 比例尺 :50 μm Fig. 42. Leaf transverse sections of the Kandelia obovata from different treatments. A: fresh water; B: salinity 20 PSU; e: epidermis, h: hypodermis, p: palisade tissue, s: sponge tissue; Bars = 50 μm. 90

表 41. 不同樣點之水筆仔葉片解剖構造 Table 41. Leaf structure of Kandelia obovata from different locations. leaf structure UCK UK leaf thickness (μm) 489.77 ± 6.87 (100.0) 493.84 ± 32.14 (100.0) adaxial cuticle (μm) 5.51 ± 0.18 (1.1) 5.48 ± 0.31 (1.1) adaxial epidermis (μm) 28.11 ± 0.55 (5.7) 30.28 ± 2.72 (6.1) adaxial hypodermis (μm) 47.94 ± 1.02 (9.8) 43.58 ± 4.68 (8.8) palisade tissue (μm) 137.49 ± 6.03 (28.1) 146.17 ± 14.55 (29.6) sponge tissue (μm) 184.59 ± 6.17 (37.3) 184.91 ± 9.75 (37.4) sponge layer 12.33 ± 0.67 () 12.66 ± 0.19 () abaxial palisade (μm) 33.18 ± 2.43 (6.8) 36.63 ± 7.05 (7.4) abaxial hypodermis (μm) 21.33 ± 0.54 (4.4) 20.81 ± 0.50 (4.2) abaxial epidermis (μm) 23.2 ± 2.44 (4.7) 22.63 ± 2.56 (4.6) abaxial cuticle (μm) 4.1 ± 0.30 (0.8) 4.26 ± 0.31 (0.9) UCK: 淡水 ;UK:20 PSU;UCK: 彰化縣芳苑鄉 ;UK: 彰化縣芳苑鄉王功村 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 括號表示比例 ; 樣本數 = 3 UCK: fresh water; UK: 20 PSU; UCK: Changhua County, Fangyuan Township; UK: Changhua County, Fangyuan Township, Wanggong; Value = mean ± SE; numbers inside brackets mean percentage; n = 3. 表 42. Ttest 分析不同樣點之水筆仔葉片解剖構造 Table 42. Ttest of leaf structure between two different locations of Kandelia obovata. leaf structure df t p leaf thickness 2 0.12 0.91 adaxial cuticle 2 0.13 0.90 adaxial epidermis 2 0.99 0.42 adaxial hypodermis 2 0.76 0.52 palisade tissue 2 0.93 0.44 sponge tissue 2 0.02 0.98 sponge layer 2 0.67 0.56 abaxial palisade 2 0.50 0.66 abaxial hypodermis 2 0.50 0.66 abaxial epidermis 2 0.33 0.77 abaxial cuticle 2 4.22 0.05 91

表 43. 不同鹽度處理之水筆仔葉片解剖構造 Table 43. Leaf structure of Kandelia obovata from different treatments. leaf structure 0 PSU 20 PSU leaf thickness (μm) 620.45 ± 31.71 (100.0) 542.9 ± 35.90 (100.0) adaxial cuticle (μm) 4.12 ± 0.25 (0.7) 5.82 ± 0.51 (1.1) adaxial epidermis (μm) 24.53 ± 1.78 (4.0) 22.74 ± 1.78 (4.2) adaxial hypodermis (μm) 46.06 ± 4.58 (7.4) 43.10 ± 2.58 (7.9) palisade tissue (μm) 119.13 ± 18.98 (19.2) 121.95 ± 5.08 (22.5) sponge tissue (μm) 336.19 ± 34.07 (54.2) 284.5 ± 24.06 (52.4) sponge layer 11.22 ± 0.59 () 11.90 ± 1.10 () abaxial palisade (μm) 37.35 ± 1.28 (6.0) 33.69 ± 3.38 (6.2) abaxial hypodermis (μm) 20.65 ± 1.53 (3.3) 16.52 ± 0.66 (3.0) abaxial epidermis (μm) 19.28 ± 1.45 (3.1) 17.66 ± 1.44 (3.3) abaxial cuticle (μm) 2.84 ± 0.24 (0.5) 4.03 ± 0.13 (0.7) 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 括號表示比例 ; 樣本數 = 3 Value = mean ± SE; Brackets mean percentage; n = 3. 表 44. Ttest 分析不同鹽度處理水筆仔葉片解剖構造 Table 44. Ttest of leaf structure between two different treatments of Kandelia obovata. leaf structure df t p leaf thickness 2 1.17 0.35 adaxial cuticle 2 4.29 0.05 adaxial epidermis 2 0.50 0.66 adaxial hypodermis 2 0.43 0.70 palisade tissue 2 0.17 0.87 sponge layer 2 0.93 0.44 sponge number 2 0.42 0.71 abaxial palisade 2 0.78 0.51 abaxial hypodermis 2 2.08 0.17 abaxial epidermis 2 0.56 0.63 abaxial cuticle 2 3.83 0.06 92

e e h h m m p p s s e e 圖 43. 不同樣點之五梨跤葉片解剖構造 A: 台南鯤鯓里, 鹽度 20 PSU;B:IR, 台南億載金城, 鹽度 30 PSU;e: 表皮 層 ;h: 下皮層 ;m: 黏液細胞 ;p: 柵狀組織 ;s: 海綿組織 ; 比例尺 :50 μm Fig. 43. Leaf transverse sections of the Rhizophora stylosa from different locations. A: WR, 20 PSU; B: IR, 30 PSU; WR: Tainan City, Annan District; IR: Tainan City, Anping District; e: epidermis, h: hypodermis, m: mucus cell, p: palisade tissue, s: sponge tissue, I: idioblast; Bars = 50 μm. 93

e e h m h p m p s I s e e 圖 44. 不同鹽度之五梨跤葉片解剖構造 A: 鹽度 20 PSU;B: 鹽度 30 PSU;e: 表皮層 ;h: 下皮層 ;m: 黏液細胞 ;p: 柵狀組織 ;s: 海綿組織 ;I: 異形細胞 ; 比例尺 :50 μm Fig. 44. Leaf transverse sections of the Rhizophora stylosa from different treatments. A: 20 PSU; B: 30 PSU; e: epidermis, h: hypodermis, m: mucus cell, p: palisade tissue, s: sponge tissue, I: idioblast; Bars = 50 μm. 94

表 45. 不同樣點之五梨跤葉片解剖構造 Table 45. Leaf structure of Rhizophora stylosa from different locations. leaf structure WR IR leaf thickness (μm) 464.76 ± 23.8 (100.0) 502.26 ± 35.21 (100.0) adaxial cuticle (μm) 3.99 ± 0.17 (0.9) 4.34 ± 0.33 (0.9) adaxial epidermis (μm) 11.27 ± 1.34 (2.4) 12.62 ± 0.67 (2.5) hypodermis* (μm) 104.70 ± 6.64 (22.5) 166.31 ± 16.94 (33.1) palisade tissue (μm) 129.92 ± 6.48 (28.0) 118.50 ± 5.37 (23.6) mucus cell (μm) 91.85 ± 4.47 (19.8) 102.57 ± 8.94 (20.4) sponge tissue (μm) 179.66 ± 4.71 (38.7) 182.03 ± 4.56 (36.2) sponge layer 9.89 ± 0.78 () 9.78 ± 0.22 () abaxial epidermis (μm) 12.17 ± 0.44 (2.6) 12.21 ± 0.51 (2.4) abaxial cuticle (μm) 4.09 ± 0.09 (0.9) 4.51 ± 0.74 (0.9) large hypodermis (μm) 46.66 ± 4.03 () 69.47 ± 15.89 () small hypodermis (μm) 14.17 ± 2.27 () 20.39 ± 1.96 () WR:20 PSU, 台南市安南區 ;IR:30 PSU, 台南市安平區 ; 數值 = 平均值 ± 標 準誤 ; 括號表示比例 ; 樣本數 = 3;* p < 0.05 WR: 20 PSU, Tainan City, Annan District; IR: 30 PSU, Tainan City, Anping District; Value = mean ± SE; numbers inside brackets mean percentage; n = 3; * p < 0.05. 95

表 46. Ttest 分析不同樣點之五梨跤葉片解剖構造 Table 46. Ttest of leaf structure of Rhizophora stylosa between two different locations. leaf structure df t p leaf thickness 2 1.27 0.33 adaxial cuticle 2 2.17 0.16 adaxial epidermis 2 1.37 0.30 hypodermis 2 4.72 * palisade tissue 2 1.94 0.19 sponge tissue 2 0.27 0.80 sponge layer 2 0.2 0.85 abaxial epidermis 2 0.48 0.67 abaxial cuticle 2 0.6 0.60 mucus cell 2 0.82 0.49 large hypodermis 2 1.41 0.29 small hypodermis 2 1.86 0.20 * p < 0.05 96

表 47. 不同鹽度處理之五梨跤葉片解剖構造 Table 47. Leaf structure of Rhizophora stylosa from different treatments. leaf structure R20 R30 leaf thickness (μm) 653.51 ± 23.25 (100.0) 1111.56 ± 563.96 (100.0) adaxial cuticle (μm) 7.19 ± 1.48 (1.1) 6.22 ± 0.31 (1.0) adaxial epidermis (μm) 14.37 ± 0.81 (2.2) 10.72 ± 0.06 (1.0) hypodermis (μm) 251.52 ± 25.13 (38.5) 757.41 ± 527.01 (68.1) palisade tissue (μm) 151.75 ± 5.49 (23.2) 158.21 ± 6.54 (14.2) mucus cell (μm) 113.45 ± 6.62 (17.4) 104.65 ± 15.2 (9.4) sponge tissue (μm) 198.31 ± 3.76 (30.3) 179.31 ± 13.38 (16.2) sponge layer 10.89 ± 0.29 () 10.56 ± 0.48 () abaxial epidermis (μm) 13.77 ± 1.09 (2.1) 14.04 ± 1.36 (1.3) abaxial cuticle (μm) 5.29 ± 0.19 (0.8) 4.54 ± 0.56 (0.4) large hypodermis (μm) 92.20 ± 7.50 () 217.49 ± 147.24 () small hypodermis (μm) 21.23 ± 1.16 () 26.15 ± 7.47 () 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 括號表示比例 ; 樣本數 = 3 Value = mean ± SE; numbers inside brackets mean percentage; n = 3. 表 48. Ttest 分析不同鹽度處理之五梨跤葉片解剖構造 Table 48. Ttest of leaf structure between two different treatments of Rhizophora stylosa. leaf structure df t p leaf thickness 2 0.78 0.50 adaxial cuticle 2 0.76 0.52 adaxial epidermis 2 4.28 0.05 hypodermis 2 0.92 0.45 palisade tissue 2 0.57 0.62 mucus cell 2 0.41 0.71 sponge tissue 2 1.29 0.32 sponge layer 2 1.73 0.22 abaxial epidermis 2 0.11 0.91 abaxial cuticle 2 1.19 0.35 large hypodermis 2 0.80 0.50 small hypodermis 2 0.57 0.62 97

2. 指狀腺體與木栓疣水筆仔水筆仔的托葉及指狀腺體特徵在芳苑鄉大排水溝 (UCK, 0 PSU) 與王功燈塔北側潮溝 (UK, 20 PSU) 兩樣點之間並無明顯差異 (Table 49) 芳苑鄉大排水溝 (UCK, 0 PSU) 樣點的托葉長度 (2.89 ± 0.04 cm) 在夏季顯著高於王功燈塔北側潮溝 (UK, 20 PSU) 樣點 (2.78 ± 0.06 cm)( Table 410) 芳苑鄉大排水溝(UCK, 0 PSU) 樣點冬季的水筆仔指狀腺體列數 (23.70 ± 1.44) 同樣顯著高於王功燈塔北側潮溝 (UK, 20 PSU) 樣點 (15.20 ± 0.65)( Table 410) 兩樣點的托葉長度 指狀腺體個數與指狀腺體長度在夏季和冬季之間皆有顯著差異 (Table 411) 芳苑鄉大排水溝 (UCK, 0 PSU) 樣點的指狀腺體寬度在冬季 (164.56 ± 2.81 μm) 顯著高於夏季 (154.39 ± 4.62 μm)( Table 411) 而王功燈塔北側潮溝(UK, 20 PSU) 樣點的指狀腺體總數與列數在冬季 (15.20 ± 0.65) 則是顯著低於夏季 (20.27 ± 1.14) (Table 411) 種植於兩種不同鹽度條件下的水筆仔植株, 其指狀腺體數目和指狀腺體行數有明顯差異, 且各項數據皆低於生長於類似鹽度條件的野外植株 (Table 49, 412) 兩種不同鹽度處理間各項托葉及指狀腺體特徵在夏季之間並無顯著差異 (Table 413) 但在冬季時, 種植於淡水的植株之指狀腺體數目 指狀腺體行數及列數, 顯著低於種植在鹽度 20 PSU 的植株 (Table 413) 種植於淡水的植株, 其夏季的指狀腺體數目 指狀腺體行數及列數皆顯著高於冬季 (Table 414) 種植於鹽度 20 PSU 的植株, 僅有指狀腺體長度在冬季 (490.00 ± 13.98 μm) 顯著高於夏季 (392.78 ± 2.78 μm) 採集自高雄中學(KSK, 0 PSU) 的托葉, 托葉與指狀腺體特徵相較於種植試驗中的淡水處理, 除了指狀腺體長度和寬度外, 其他各項特徵皆較高 五梨跤自然生長於兩不同鹽度環境的五梨跤植株, 各項特徵在兩樣點之間無明顯差異 (Table 415) 夏季的各項特徵在兩樣點之間無顯著差異(Table 416) 鯤鯓里 (WR20, PSU) 樣點冬季的指狀腺體長度 葉片長度 寬度及面積皆顯著高於億載金城 (IR30, PSU) 樣點 (Table 416) 鯤鯓里(WR20, PSU) 樣點冬季的托葉寬度 指狀腺體長度及木栓疣密度皆顯著高於夏季 (Table 417) 億載金城 (IR30, PSU) 樣點冬季的木栓疣密度 (71.53 ± 7.20) 顯著高於夏季 (45.10 ± 4.19)( Table 417) 種植於兩種不同鹽度條件下的植株, 兩鹽度處理的各項特徵之間無明顯差異 (Table 418) 但種植植株的木栓疣數量 葉面積及木栓疣密度明顯低於自然生長 98

於類似鹽度條件的植株 (Table 415, 418) 兩處理的夏季各項特徵數值皆無顯著差異 (Table 419) 30 PSU 鹽度處理的指狀腺體寬度在冬季 (229.44 ± 1.11 μm) 顯著高於 20 PSU 鹽度處理 (199.4 ± 4.34 μm)( Table 419) 20 PSU 鹽度處理的植株在冬季有顯著較高的指狀腺體長度 (Table 420) 另採集自野外的五梨跤幼苗, 所測量的托葉 指狀腺體及葉片特徵除了指狀腺體寬度之外, 其餘各項特徵數值皆明顯低於野外成熟植株 (Table 421) 五梨跤葉下表面可發現密度不一的木栓疣 (Fig. 45) 木栓疣由緻密且木質化 的細胞排列而組成, 並且略為突出於葉表面 (Fig. 46) 而木栓疣直徑約 (231.28 ± 30.01 μm), 細胞的行數約 (14 ± 1.67) 列數約 (18 ± 2.89)( Table 422) 99

A C D B 圖 45. 五梨跤葉片遠軸面木栓疣 比例尺 :A = 1 cm, B = 500 μm, C, D = 50 μm Fig. 45. Cork warts at abaxial leaf surface of Rhizophora stylosa. Bars: A = 1 cm, B = 500 μm, C, D = 50 μm. 100

表 49. 不同鹽度樣點之水筆仔托葉與指狀腺體形態特徵 Table 49. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from two different locations. characters UCK (0 PSU) UK (20 PSU) stipule length (cm) 3.22 ± 0.09 3.07 ± 0.09 stipule width (cm) 0.82 ± 0.02 0.82 ± 0.02 colleter number 300.33 ± 10.26 281.83 ± 11.31 column number 29.45 ± 1.01 27.40 ± 0.88 row number 22.70 ± 0.87 17.70 ± 0.80 colleter length (μm) 601.61 ± 20.56 602.03 ± 15.61 colleter width (μm) 159.47 ± 2.82 163.28 ± 2.85 UCK: 彰化縣芳苑鄉 ;UK: 彰化縣芳苑鄉王功村 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣 本數 = 5 UCK: Changhua County, Fangyuan Township; UK: Changhua County, Fangyuan Township, Wanggong; Value = mean ± SE; n = 5. 101

表 410. 冬季與夏季不同樣點之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵 Table 410. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different seasons and locations. season location stipule length (cm) stipule width (cm) colleter number colleter column number colleter row number colleter length (μm) colleter width (μm) UCK 2.89 ± 0.79 ± 318.40 28.50 21.70 519.44 154.39 S W (0 psu) 0.04* 0.01 ± 7.57 ± 0.87 ± 0.87 ± 9.90 ± 4.62 UK 2.78 ± 0.81 ± 323.93 29.03 20.27 555.17 165.67 (20 psu) 0.06* 0.03 ± 13.93 ± 1.50 ± 1.14 ± 15.06 ± 5.07 UCK 3.55 ± 0.85 ± 271.60 30.40 23.70 683.78 164.56 (0 psu) 0.13 0.04 ± 21.07 ± 1.84 ± 1.44* ± 26.26 ± 2.81 UK 3.37 ± 0.83 ± 239.73 25.83 15.20 648.89 160.89 (20 psu) 0.13 0.03 ± 9.07 ± 0.88 ± 0.65* ± 21.67 ± 2.65 UCK: 彰化縣芳苑鄉 ;UK: 冬季, 彰化縣芳苑鄉王功村 ;S: 夏季, 八月 ;W: 冬季, 二月 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5;* p < 0.05 UCK: Changhua County, Fangyuan Township; UK: Changhua County, Fangyuan Township, Wanggong; S: summer, August; W: winter, January; Value = mean ± SE; n = 5; * p < 0.05. 102

表 411. 兩樣點冬季與夏季之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵 Table 411. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different salinity locations and seasons. location season stipule length (cm) stipule width (cm) colleter number colleter column number colleter row number colleter length (μm) colleter width (μm) UCK S 2.89 ± 0.04* 0.79 ± 0.01 318.40± 7.57* 28.50 ± 0.87 21.70 ± 0.87 519.44 ± 9.90* 154.39 ± 4.62* (0 PSU) W 3.55 ± 0.13* 0.85 ± 0.04 271.60 ± 21.07* 30.40 ± 1.84 23.70 ± 1.44 683.78 ± 26.26* 164.56 ± 2.81* UK S 2.78 ± 0.06** 0.81 ± 0.03 323.93 ± 13.93* 29.03 ± 1.50 20.27 ± 1.14* 555.17 ± 15.06* 165.67 ± 5.07 (20 PSU) 3.37 ± 0.83 ± 239.73 ± 25.83 ± 15.20 ± 648.89 ± 160.89 ± W 0.13** 0.03 9.07* 0.88 0.65* 21.67* 2.65 UCK: 彰化縣芳苑鄉 ;UK: 冬季, 彰化縣芳苑鄉王功村 ;S: 夏季, 八月 ;W: 冬季, 二月 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5;* p < 0.05 UCK: Changhua County, Fangyuan Township; UK: Changhua County, Fangyuan Township, Wanggong; S: summer, August; W: winter, January; n = 5; * p < 0.05. 103

表 412. 兩鹽度處理之水筆仔托葉與指狀腺體形態特徵 Table 412. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from two salinity treatments. characters 0 PSU 20 PSU KSK (0 PSU) stipule length (cm) 1.36 ± 0.14 2.00 ± 0.18 2.63 ± 0.49 stipule width (cm) 0.63 ± 0.02 0.65 ± 0.04 0.57 ± 0.03 colleter number 84.33 ± 16.72 127.50 ± 9.31 179.00 ± 21.00 column number 17.17 ± 2.70 25.17 ± 1.62 29.00 ± 4.54 row number 4.08 ± 1.11 5.17 ± 0.42 14.50 ± 1.32 colleter length (μm) 456.94 ± 16.05 441.39 ± 22.65 484.44 ± 15.41 colleter width (μm) 139.02 ± 3.82 144.17 ± 3.89 154.44 ± 1.11 數值 = 平均值 ± 標準誤 ;KSK: 高雄中學, 樣本數 = 3 Value = mean ± SE; KSK: Kaohsiung high School; n = 3. 104

表 413. 冬季與夏季不同鹽度處理之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵 Table 413. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different seasons and salinity treatments. season salinity stipule length (cm) stipule width (cm) colleter number colleter column number colleter row number colleter length (μm) colleter width (μm) S 0 20 1.58 ± 0.20 2.18 ± 0.04 0.63 ± 0.03 0.68 ± 0.03 120.67 ± 8.69 111.00 ± 12.12 23.00 ± 1.53 27.67 ± 2.09 6.50 ± 0.58 5.00 ± 0.29 481.11 ± 2.78 392.78 ± 2.78 146.67 ± 1.67 142.22 ± 2.22 1.13 ± 0.63 ± 48.00 ± 11.33 ± 1.67 ± 432.78 ± 131.39 ± 0 0.07 0.03 1.53* 0.3* 0.17* 26.39 3.41 W 1.82 ± 0.68 ± 144.00 ± 22.67 ± 5.53 ± 490.00 ± 146.11 ± 20 0.37 0.07 3.79* 1.59* 0.88* 13.98 8.18 S: 夏季, 六 八月 ;W: 冬季, 十二 二月 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5;* p < 0.05 S: summer, August; W: winter, January; Value = mean ± SE; n = 5; * p < 0.05 表 414. 不同鹽度處理冬季與夏季之水筆仔托葉和指狀腺體形態特徵 Table 414. Morphological characters of stipules and colleters of Kandelia obovata from different salinity treatments and seasons. salinity season stipule length (cm) stipule width (cm) colleter number colleter column number colleter row number colleter length (μm) colleter width (μm) 0 S W 1.58 ± 0.20 1.13 ± 0.07 0.63 ± 0.03 0.63 ± 0.03 120.67 ± 8.69* 48.00 ± 1.53* 23.00 ± 1.53* 11.33 ± 0.3* 6.50 ± 0.58** 1.67 ± 0.17** 481.11 ± 2.78 432.78 ± 26.39 146.67 ± 1.67 131.39 ± 3.41 2.18 ± 0.68 ± 111.00 ± 27.67 ± 5.00 ± 392.78 ± 142.22 ± S 0.04 0.03 12.12 2.09 0.29 2.78* 2.22 20 1.82 ± 0.68 ± 144.00 ± 22.67 ± 5.53 ± 490.00 ± 146.11 ± W 0.37 0.07 3.79 1.59 0.88 13.98* 8.18 S: 夏季, 六 八月 ;W: 冬季, 十二 二月 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5;* p < 0.05 S: summer, August; W: winter, January; Value = mean ± SE; n = 5; * p < 0.05. 105

表 415. 不同鹽度樣點之五梨跤托葉與指狀腺體形態特徵 Table 415. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from two locations with different salinities. characters WR (20 PSU) IR (30 PSU) stipule length (cm) 5.78 ± 0.10 5.43 ± 0.12 stipule width (cm) 1.28 ± 0.02 1.35 ± 0.02 colleter number 140.10 ± 4.20 137.90 ± 7.74.94 colleter column number 24.30 ± 0.45 24.00 ± 0.70 colleter row number 3.30 ± 0.07 3.00 ± 0.08 colleter length (μm) 802.22 ± 18.94 848.50 ± 15.11 colleter width (μm) 197.07 ± 3.20 208.3 ± 3.99 cork wart number 2301.07 ± 154.66 1834.50 ± 113.43 leaf length (cm) 10.64 ± 0.26 9.1 ± 0.22 leaf width (cm) 5.24 ± 0.12 4.70 ± 0.11 leaf area (cm 2 ) 40.15 ± 1.89 33.3 ± 1.30 cork wart density (cm 2 ) 52.29 ± 43.12 58.33 ± 3.39 WR: 台南市安南區 ;IR: 台南市安平區 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5 WR: Tainan City, Annan District; IR: Tainan City, Anping District; S: summer, August; W: winter, January; Value = mean ± SE; n = 5. 106

表 416. 冬季與夏季兩樣點之五梨跤葉片托葉指狀腺體形態特徵 Table 416. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different season and salinity location. characters summer winter WR (20 PSU) IR (30 PSU) WR (20 PSU) IR (30 PSU) stipule length (cm) 5.55 ± 0.12 5.50 ± 0.11 6.01 ± 0.16 5.29 ± 0.29 stipule width (cm) 1.20 ± 0.03 1.33 ± 0.05 1.35 ± 0.05 1.36 ± 0.05 colleter number 133.73 ± 6.32 132.00 ± 7.03 146.53 ± 6.84 140.00 ± 10.33 column number 24.13 ± 0.28 24.97 ± 1.23 24.53 ± 0.77 23.57 ± 1.77 row number 3.40 ± 0.12 3.17 ± 0.14 3.17 ± 0.13 3.27 ± 0.11 colleter length (μm) 783.78 ± 35.15 863.22 ± 40.92 929.33 ± 15.17* 865.22 ± 18.69* colleter width (μm) 198.60 ± 5.38 211.56 ± 9.92 202.11 ± 6.64 208.22 ± 4.60 cork wart number 2021.7 ± 308.4 1636.0 ± 226.3 2580.4 ± 213.3 2032.9 ± 241.2 leaf length (cm) 10.79 ± 0.67 9.73 ± 0.23 10.13 ± 0.28** 8.42 ± 0.37** leaf width (cm) 5.19 ± 0.27 5.00 ± 0.18 5.29 ± 0.19* 4.48 ± 0.37* leaf area (cm 2 ) 41.22 ± 4.31 35.24 ± 1.89 39.08 ± 2.29* 29.45 ± 2.91* cork wart density (cm 2 ) 49.63 ± 8.13 45.10 ± 4.19 65.74 ± 3.86 71.53 ± 7.20 WR: 台南市安南區 ;IR: 台南市安平區 ;S: 夏季, 八月 ;W: 冬季, 二月 ; 數 值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5;* p < 0.05 ** p < 0.01 WR: Tainan City, Annan District; IR: Tainan City, Anping District; S: summer, August; W: winter, January; Value = mean ± SE; n = 5; * p < 0.05, ** p < 0.01. 107

表 417. 兩樣點之冬季與夏季五梨跤葉片托葉指狀腺體形態特徵 Table 417. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different locations and seasons. characters WR (20 PSU) IR (30 PSU) summer winter summer winter stipule length (cm) 5.55 ± 0.12 6.01 ± 0.16 5.50 ± 0.11 5.29 ± 0.29 stipule width (cm) 1.20 ± 0.03* 1.35 ± 0.05* 1.33 ± 0.05 1.36 ± 0.05 colleter number 133.73 ± 6.32 146.53 ± 6.84 132.00 ± 7.03 140.00 ± 10.33 column number 24.13 ± 0.28 24.53 ± 0.77 24.97 ± 1.23 23.57 ± 1.77 row number 3.40 ± 0.12 3.17 ± 0.13 3.17 ± 0.14 3.27 ± 0.11 colleter length (μm) 783.78 ± 35.15** 929.33 ± 15.17** 863.22 ± 40.92 865.22 ± 18.69 colleter width (μm) 198.60 ± 5.38 202.11 ± 6.64 211.56 ± 9.92 208.22 ± 4.60 cork wart number 2021.7 ± 308.4 2580.4 ± 213.3 1636.0 ± 226.3 2032.9 ± 241.2 leaf length (cm) 10.79 ± 0.67 10.13 ± 0.28 9.73 ± 0.23 8.42 ± 0.37 leaf width (cm) 5.19 ± 0.27 5.29 ± 0.19 5.00 ± 0.18 4.48 ± 0.37 leaf area (cm 2 ) 41.22 ± 4.31 39.08 ± 2.29 35.24 ± 1.89 29.45 ± 2.91 cork wart density (cm 2 ) 49.63 ± 8.13* 65.74 ± 3.86* 45.10 ± 4.19* 71.53 ± 7.20* WR: 台南市安南區 ;IR: 台南市安平區 ;S: 夏季, 八月 ;W: 冬季, 二月 ; 數 值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 5;* p < 0.05 ** p < 0.01 WR: Tainan City, Annan District; IR: Tainan City, Anping District; S: summer, August; W: winter, January; Value = mean ± SE; n = 5; * p < 0.05, ** p < 0.01. 108

表 418. 不同鹽度處理之五梨跤葉片托葉指狀腺體形態特徵 Table 418. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different treatments. characters 20 PSU 30 PSU KSR* stipule length (cm) 5.67 ± 0.26 5.32 ± 0.32 5.90 stipule width (cm) 1.24 ± 0.06 1.14 ± 0.08 1.20 colleter number 130.17 ± 9.81 120.71 ± 13.13 128.00 column number 23.25 ± 0.82 22.43 ± 1.40 23.50 row number 4.00 ± 0.18 4.29 ± 0.43 4.00 colleter length (μm) 858.33 ± 34.61 825.71 ± 39.51 811.67 colleter width (μm) 202.22 ± 3.54 218.57 ± 5.87 220.00 cork wart number 477.00 ± 203.81 312.86 ± 108.7 leaf length (cm) 10.15 ± 0.47 8.61 ± 0.53 leaf width (cm) 5.14 ± 0.30 4.49 ± 0.24 leaf area (cm 2 ) 19.00 ± 2.40 28.94 ± 2.89 cork wart density (cm 2 ) 10.57 ± 3.53 11.08 ± 3.41 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 3;KSR: 高雄中學, 淡水栽培, 樣本數 = 1 Value = mean ± SE; n = 3; KSR: Kaohsiung high School, fresh water, n = 1. 109

表 419. 夏季與冬季不同鹽度處理之五梨跤葉片 托葉與指狀腺體形態特徵 Table 419. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different season and treatment. characters summer winter 20 PSU 30 PSU 20 PSU 30 PSU stipule length (cm) 5.67 ± 0.58 4.68 ± 0.55 5.67 ± 0.12 5.90 ± 0.15 stipule width (cm) 1.20 ± 0.12 0.98 ± 0.09 1.28 ± 0.02 1.33 ± 0.03 colleter number 115.67 ± 16.38 105.00 ± 21.36 144.67 ± 1.45 131.00 ± 14.22 column number 22.83 ± 0.82 22.25 ± 2.59 23.67 ± 0.33 22.67 ± 0.60 row number 4.33 ± 0.18 4.17 ± 0.93 3.67 ± 0.17 4.17 ± 0.93 colleter length (μm) 787.78 ± 34.61 777.08 ± 51.15 928.89 ± 16.23 890.56 ± 44.93 colleter width (μm) 208.33 ± 3.54 210.42 ± 8.26 199.4 ± 4.34* 229.44 ± 1.11* cork wart number 744.00 ± 230.81 425.50 ± 174.38 210.00 ± 28.02 162.67 ± 46.49 leaf length (cm) 10.73 ± 0.47 8.28 ± 0.93 9.57 ± 0.09 9.07 ± 0.26 leaf width (cm) 5.33 ± 0.30 4.30 ± 0.41 4.93 ± 0.19 4.73 ± 0.15 leaf area (cm 2 ) 21.31 ± 2.40 26.63 ± 4.94 16.70 ± 0.88 32.02 ± 1.09 cork wart density (cm 2 ) 14.72 ± 3.53 15.49 ± 4.91 6.42 ± 1.22 5.19 ± 1.63 S: 夏季, 六 八月 ;W: 冬季, 十二 二月 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本 數 = 3;* p < 0.05 S: summer, June August; W: winter, December February; Value = mean ± SE; n = 3; * p < 0.05. 110

表 420. 不同鹽度處理夏季與冬季之五梨跤葉片 托葉與指狀腺體形態特徵 Table 420. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa from different treatment and season. characters 20 PSU 30 PSU summer winter summer winter stipule length (cm) 5.67 ± 0.58 5.67 ± 0.12 4.68 ± 0.55 5.90 ± 0.15 stipule width (cm) 1.20 ± 0.12 1.28 ± 0.02 0.98 ± 0.09 1.33 ± 0.03 colleter number 115.67 ± 16.38 144.67 ± 1.45 105.00 ± 21.36 131.00 ± 14.22 column number 22.83 ± 0.82 23.67 ± 0.33 22.25 ± 2.59 22.67 ± 0.60 row number 4.33 ± 0.18 3.67 ± 0.17 4.17 ± 0.93 4.17 ± 0.93 colleter length (μm) 787.78 ± 34.61* 928.89 ± 16.23* 777.08 ± 51.15 890.56 ± 44.93 colleter width (μm) 208.33 ± 3.54 196.11 ± 4.34 210.42 ± 8.26 229.44 ± 1.11 cork wart number 744.00 ± 230.81 210.00 ± 28.02 425.50 ± 174.38 162.67 ± 46.49 leaf length (cm) 10.73 ± 0.47 9.57 ± 0.09 8.28 ± 0.93 9.07 ± 0.26 leaf width (cm) 5.33 ± 0.30 4.93 ± 0.19 4.30 ± 0.41 4.73 ± 0.15 leaf area (cm 2 ) 21.31 ± 2.40 16.70 ± 0.88 26.63 ± 4.94 32.02 ± 1.09 cork wart density (cm 2 ) 14.72 ± 3.53 6.42 ± 1.22 15.49 ± 4.91 5.19 ± 1.63 S: 夏季, 六 八月 ;W: 冬季, 十二 二月 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本 數 = 3;* p < 0.05 S: summer, June August; W: winter, December February; Value = mean ± SE; n = 3; * p < 0.05. 111

表 412. 五梨跤幼苗之葉片 托葉與指狀腺體形態特徵 Table 421. Morphological characters of stipules, colleters and leaves of Rhizophora stylosa seedling from different locations. characters WRy (20 PSU) DSy (20 PSU) stipule length (cm) 3.45 ± 0.05 3.15 ± 0.05 stipule width (cm) 0.78 ± 0.03 0.55 ± 1.2 colleter number 88.00 ± 4.00 90.50 ± 17.50 column number 15.25 ± 1.75 19.25 ± 1.25 row number 3.00 ± 0.00 3.00 ± 0.00 colleter length (μm) 844.17 ± 55.83 728.33 ± 21.67 colleter width (μm) 207.50 ± 4.17 187.5 ± 2.50 cork wart number 393.00 ± 379.00 185.00 ± 59.00 leaf length (cm) 6.25 ± 0.15 7.15 ± 0.05 leaf width (cm) 3.00 ± 0.00 3.35 ± 0.05 leaf area (cm 2 ) 13.28 ± 0.68 16.8 ± 0.25 cork wart density (cm 2 ) 28.21 ± 27.10 10.9 ± 3.34 WR:20 PSU, 台南市安南區 ;DS:20 PSU, 台南市北門區 ; 於冬季一月份採 集 ; 數值 = 平均值 ± 標準誤 ; 樣本數 = 3 WR: 20 PSU; Tainan City, Annan District; DS: 20 PSU; Tainan City, Beimen District; Collect in winter, January; Value = mean ± SE; n = 3. 112

圖 46. 栽培於鹽度 30 PSU 的五梨跤葉片木栓疣連續切片 A 至 F 為由邊緣至中心 Fig. 46. Series sections of a cork wart on leaves of Rhizophora stylosa cultivated at salinity 30 PSU. From A to F is edage to center. 113

表 422. 五梨跤葉片木栓疣直徑與細胞排列 Table 422. Cork wart diameter and cell arrangement in leaves of Rhizophora stylosa cultivated at salinity 30 PSU. diameter (μm) column number row number cork wart 231.28 ± 30.01 14 ± 1.67 18 ± 2.89 n = 3. 114

四 討論 本研究調查自然生長於臺灣南部不同鹽度環境中的五梨跤族群, 並且同時進行人工栽培的鹽度控制實驗 發現自然生長於兩種不同鹽度環境中的族群, 其冬季木栓疣密度皆顯著高於夏季 且兩種不同鹽度中的五梨跤族群在相同季節中, 其木栓疣密度無顯著差異 顯示木栓疣形成應與適應季節變化有關, 而在實驗觀察的鹽度範圍內並無差異 這結果可能並不支持前人研究認為木栓疣具有分泌鹽分的功能 (Naskar and Mandal, 1999) 新近有學者認為紅樹屬木栓疣具有提供植物根部空氣的功能 木栓疣透過陽光加熱空腔中的氣體, 並藉植物體中的通氣組織 (aerenchyma) 來運送空氣至根分生組織 (Evans et al., 2005;2008;2009;Evans and Bromberg, 2010) 而冬季較低的氣溫可能需要較多的木栓疣來維持氣體的輸送量 然而日本的研究指出五梨跤冬季的葉片掉落數和生長數目皆明顯低於夏季 (Kamruzzaman et al., 2012a;2012b) 因此未來還需要更多的研究以瞭解五梨跤木栓疣密度的變化與植株生長之間的關係 木栓疣被認為能夠作為紅樹屬的鑑別特徵 (Hou, 1958;Tomlinson, 1986) 詳細的紅樹科木栓疣研究顯示紅樹屬物種在葉下表面會有木栓疣規律地出現, 數種紅樹屬物種的木栓疣直徑已被清楚描述, 且同物種生長在不同地區的族群, 其木栓疣直徑略有差異 (Sheue, 2003) 而本研究中木栓疣直徑測量取材自種植個體, 但木栓疣直徑 (231.28 μm) 極接近於前人研究 (252.00 μm) 而不論在物種或地區, 其木栓疣直徑皆低於臺灣所測得的數值 (Sheue, 2003) 顯示相同地區中的五梨跤木栓疣直徑在並不會有明顯差異 而相較於其它熱帶地區台灣位於較高緯度, 冬季氣溫較低, 因此較高直徑的木栓疣可能有利提供更多空氣至根部分生組織 水筆仔葉片構造為擬同面葉 (semiisobilateral leaf)(sheue, 2003) 水筆仔近軸面角質層明顯較遠軸面來的厚, 但厚度明顯低於前人研究 (Sheue, 2003) 葉片在表皮層數目上不同於紅樹科其它成員 (Sheue, 2003) 近軸面表皮層可以發現 2 3 層細胞, 遠軸面表皮層多為 1 2 層細胞 近軸面和遠軸面表皮層內側皆可發現下皮層, 但近軸面下皮層明顯較遠軸面下皮層厚, 而下皮層被認為有儲存水分的功用 (Tomlinson, 1986) 除了近軸面有柵狀組織外, 遠軸面也能發現有 1 2 層的柵狀細胞排列 海綿組織約 11 13 層細胞排列, 與前人研究符合 (Sheue, 2003) 水筆仔自然生長於河口及潮間帶環境, 能適應 0 36 PSU 的鹽度, 但較合適的生長鹽度為 3 15 PSU(Hwang and Chen, 1995a;Hwang and Chen, 1995b; 王等, 2004) 實驗結果水筆仔各項葉片解剖構造不管在野外試驗或 0 與 20 PSU 兩種不同鹽度處理之間皆無顯著差異 在低濃度的氮肥條件下, 水筆仔葉片厚度及柵狀組織在 5 15 及 25 PSU 三種鹽度之間同樣沒有顯著差異, 但鹽度 25 PSU 條件下 115

葉片海綿組織厚度則是略低於其他兩種鹽度 (Kao et al., 2001) 野外試驗所採集的葉片與種植個體的葉片, 在海綿組織厚度有相當明顯的差異, 人工種植的個體海綿組織厚度明顯高於野外, 且柵狀組織略低於野外試驗個體 研究顯示水筆仔的生長情況會隨著淹水時間增加而下降 (Chen et al., 2004) 本研究中種植的個體持續浸泡於人工海水中, 明顯造成個體生長情況下降, 可能導致指種植試驗個體的葉片結構與野外試驗個體的差異 水筆仔葉片解剖構造雖然在不同鹽度下略有不同, 但並未發現特別的組織變化, 因此水筆仔葉片在適應鹽份的機制中, 生理上的調節可能是較為重要的 (Hwang and Chen, 1995b) 前人研究認為紅樹屬相對於紅樹亞科內其它屬有較薄的角質層厚度 (Sheue, 2003) 而本研究中種植的五梨跤葉片近軸面角質層厚度, 明顯高於水筆仔葉片角質層厚度, 顯示五梨跤及水筆仔葉片角質層具有可塑性 五梨跤近軸面和遠軸面表皮層皆僅有單層細胞排列 五梨跤葉片近軸面下皮層與柵狀組織之間常有黏液細胞出現 黏液細胞的功用目前尚不明確,Roth(1992) 認為黏液細胞具有集中並折射光線至側面與底部的功能 但光線收集的功能並不合理, 因五梨跤生長於強光的紅樹林環境, 並非陰性植物 (Sheue, 2003) 而黏液細胞在葉片中所扮演的功能仍需要更多的研究來瞭解 五梨跤海綿組織約 9 10 層, 與前人研究中澳洲的族群類似, 但較新加坡族群的 7 8 層要多 (Sheue, 2003) 自然生長於野外不同鹽度環境中的五梨跤, 其葉片解剖構造在近軸面的下皮層有顯著差異 來自高鹽度億載金城 (IR, 30 PSU) 的植物葉片之近軸面下皮層厚度顯著高於較低鹽度的鯤鯓里 (WR, 20 PSU) 之葉片, 且其他各項組織皆無明顯差異 Rhizophora mangle 葉片厚度在持續高鹽度的環境下明顯高於低鹽度及鹽度變動的環境, 而葉片較厚則被歸因於較發達的下皮層 (Camilleri and Ribi, 1983) 亦有研究顯示 R. mangle 葉片下皮層厚度的變化是取決於土壤養分的不同, 施以不同肥料的處理相較於在無施肥組有較小的下皮層厚度, 而葉片厚度的變化同樣被歸因於下皮層厚度的變化 (Feller, 1996) 本人工種植試驗中, 兩種不同鹽度處理皆栽培於相同養分條件下, 雖然下皮層厚度在兩處理之間無顯著差異, 但可看出鹽度 30 PSU 的處理葉片厚度及下皮層厚度明顯較厚, 且其它組織之間皆無明顯差異 而種植試驗生長在持續高鹽度的環境中, 葉片厚度明顯高於野外試驗, 且以下皮層之厚度最為明顯 因此, 本研究結果支持下皮層具有儲存水分的功用, 且葉片下皮層確實會影響葉片厚度 (Tomlinson, 1986) 水筆仔在兩不同鹽度樣點的托葉長度在夏季有顯著差異, 冬季則是在指狀腺體列數有顯著差異 若比較同地點夏季和冬季之差別, 芳苑鄉大排水溝 (UCK, 0 PSU) 和王功漁港北側潮溝 (UK, 20 PSU) 兩樣點的托葉長度及指狀腺體長度在冬季皆顯著高於夏季, 但指狀腺體數量則是冬季顯著低於夏季 由野外觀察植物可 116

知當水筆仔前一對葉片接近展開時, 下一對托葉已形成, 而冬季葉片生長速度緩慢, 從一對托葉展開至下一對托葉展開時需花費近兩倍於夏天的時間 ( 見第二章 ) 故冬季時托葉有更長的生長季可能使托葉可生長至較長, 並可能對托葉內的幼葉提供更長時間的保護 已有研究指出水筆仔的生長情況會隨著淹水時間增加而下降 (Chen et al., 2004) 本研究中種植的個體持續浸泡於人工海水中, 明顯造成個體生長情況下降, 導致種植個體的各項托葉與指狀腺體特徵明顯低於野外個體 而種植試驗中鹽度 20 PSU 處理組的指狀腺體數目 行數與列數在冬季顯著高於淡水處理組 淡水處理組冬季的指狀腺體數目 行數及列數同樣顯著低於夏季, 冬季較低的數值也可能是造成兩鹽度之間在冬季有顯著差異的原因 鹽度 20 PSU 的處理組冬季的指狀腺體長度顯著高於夏季, 與野外調查結果符合 水筆仔在冬季會有較少但較長的指狀腺體, 夏季則反之 指狀腺體僅存在托葉底部近軸面靠近幼葉的位置其空間有限, 因此指狀腺體的長度與數目之間的關係可能是互有消長 我認為水筆仔托葉與指狀腺體與季節變化有密切關聯, 而非鹽度 冬季較長的指狀腺體可能有助於提供幼葉更長時間的保護, 亦可產生較多的分泌物, 分泌物覆蓋於幼葉上可能有助於幼葉在遭受強風吹襲情況下減少水分的蒸散 (Paiva, 2012;Sheue et al., 2013) 五梨跤冬季的指狀腺體長度 葉長度 葉寬度及葉面積, 在低鹽度的鯤鯓里 (WR, 20 PSU) 之植株顯著高於生長於較高鹽度的億載金城 (IR, 30 PSU) 之植株 億載金城 (IR, 30 PSU) 樣點有較小的葉片可能與其生長在出海口有關, 冬季的強風吹襲下, 葉面積降低有助於減少水分的蒸散 鯤鯓里 (WR, 20 PSU) 樣點及 20 PSU 鹽度處理組也與水筆仔同樣在冬季有較長的指狀腺體長度, 但不同於水筆仔的是在指狀腺體的數量上皆沒有顯著差異 但在億載金城 (IR, 30 PSU) 樣點及 30 PSU 鹽度處理組, 其指狀腺體長度在兩季節間卻無顯著差異 五梨跤冬季生長較為遲緩, 較長的指狀腺體可能有助於增長指狀腺體保護幼葉的時間 因此, 五梨跤指狀腺體亦表現出季節變化, 而非與鹽度有關 但不同於水筆仔指狀腺體在數量與長度上都有變化, 五梨跤則只顯現出指狀腺體長度的改變 本研究亦觀察其他不同生長情況的五梨跤個體 高雄中學 (KSR) 樣點的個體長期生長於淡水中, 雖然因植株生長狀況不佳僅取得一個樣本, 但各項可得的特徵數值皆與鯤鯓里 (WR, 20 PSU) 及億載金城 (IR, 30 PSU) 樣點無明顯差異, 同樣顯示五梨跤指狀腺體特徵不會受到鹽度的影響 五梨跤幼苗除了在指狀腺體長度及寬度項目上是類似的之外, 其餘各項特徵皆小於成熟植株 而幼苗生長於 117

親樹底下, 不易照射到陽光生長勢必受到影響 且幼苗通常僅有一對托葉, 對於 數量已相當稀少的五梨跤族群, 並不適合進行實驗性的觀察 五梨跤在冬季有較高木栓疣密度, 可能是冬季的低溫使得五梨跤需要提高木栓疣密度來維持運送至根部分生組織的氣體量 五梨跤葉片會透過改變下皮層厚度的方式來適應不同鹽度的環境 水筆仔葉片未發現特別的組織變化, 在適應鹽分的機制中, 生理上的調節可能是較為重要的 水筆仔與五梨跤指狀腺體與季節變化有關而非鹽度, 而冬季較長的指狀腺體可能是為了提供更長時間的保護, 以降低幼葉受冬季的低溫及強風所造成影響 118

第五章 引用文獻 王露儀 陳紀伶 李明仁 2004 鹽度對水筆仔苗木生長之效應 中華林學季刊 37:147156 何健鎔 1994 水筆仔紅樹林的昆蟲( 續 ) 自然保育季刊 8:4348 呂勝由 薛美莉 許再文 陳添財 1999 台灣產五梨跤( 紅海欖 ) 分類小誌 台灣林業科學 14:351354 宋世謹 1960 臺灣紅樹林植物(Mangrove) 莖葉之解剖 省立科學博物館科學年刊 3:6783 林鵬 1997 中國紅樹林生態系 科學出版社 北京 中國 范貴珠 徐誠宏 2009 鹽分對五梨跤(Rhizophora stylosa) 苗木形質生長之影響 中華林學季刊 42:4155 胡敬華 1959 臺灣南部紅樹林植物研究 省立博物館科學年刊 2:7795 陳慶芳 1984 臺灣產紅樹林樹種葉部與木材之解剖 嘉義農專學報 10:11137 陳鐵寓 龍盛京 2006 秋茄的化學成分和藥理作用研究概況 西北藥學雜誌 21:137138 詹煥榮 呂福原 2004 台灣產海茄苳開花物候與授粉生態之研究 林業研究季刊 26:1322 薛美莉 1994 a 紅樹林土壤性質探討 自然保育季刊 7:2932 薛美莉 1994 b 台灣紅樹林概況 環境教育 21:6066 薛美莉 1995 記台灣紅樹林 特有生物研究保育中心 薛美莉 1995 淺談紅樹林之生育環境 自然保育季刊 10:1417 薛美莉 陳添水 賴國祥 1995 五梨跤及欖李之初步復育 自然保育季刊 9:1315 Ammanamanchi, A. S. R., A. Vallurupalli, and R. L. Vadali. 2002. New beyerane and isopimarane diterpenoids from Rhizophora mucronata. Journal of Asian Natural Products Research 4:5361. Analuddin, K., S. Sharma, R. Suwa, and A. Hugihara. 2009. Crown foliage dynamics of mangrove Kandelia obovata in Manko wetland, Okinawa island, Japan. Journal of 119

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