張俊哲老師團隊之研究成果

研究成果刊登於期刊封面

* 通訊作者

+ 等同貢獻

Chung C.Y., Cook C.E., Lin G.W., Huang T.Y., and Chang, C-c.* (2013) Reliable protocols for whole-mount fluorescent in situ hybridization (FISH) in the pea aphid Acyrthosiphon pisum: a comprehensive survey and analysis. Insect Science (in press)

Hsiao, Y. M., Lin, G.W., and Chang, C-c.* (2013) Establishment of the pea aphid as a developmental model

organism: history, significance, and future prospects. Formosan Entomologist (in press)

Chang, C-c.†*,  Hsiao, Y. M.†,  Huang, T. Y., Cook, C. E., Shigenobu, S.; Chang, T. H. (2013) Noncanonical expression of caudal during early embryogenesis in the pea aphid Acyrthosiphon pisum: maternal cad-driven posterior development is not conserved.  Insect Molecular Biology, 22: 442–455. doi: 10.1111/imb.12035 (SCI；2014 年雜誌封面)




Lu, H. L., Tanguy, S., Rispe, C., Gauthier, J., Walsh, T., Gordon, K., Edwards, O., Tagu, D., Chang, C-c.*, Jaubert-Possamai, S.* (2011) Expansion of Genes Encoding piRNA-Associated Argonaute Proteins in the Pea Aphid: Diversification of Expression Profiles in Different Plastic Morphs. PLoS ONE 6(12): e28051. doi:10.1371/journal.pone.0028051 (* co-corresponding authors)

科學影像刊登於期刊封面

Yi-Chung Chen, Bo-Kai Wu, Cheng-Ying Chu, Chia-Hsiung Cheng, Hau-Wei Han, Gen-Der Chen, Ming-Ting Lee, Pung-Pung Hwang, Koichi Kawakami, Chun-Che Chang, and Chang-Jen Huang* (2010) Identification and characterization of alternative promoters of zebrafish Rtn-4/Nogo genes in cultured cells and zebrafish embryos. Nucleic Acids Research 38:4635-4650. (SCI)

The International Aphid Genomics Consortium (2010) Genome Sequence of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum. PLoS Biology 8(2): e1000313. doi:10.1371/journal.pbio.1000313. (Chun-che Chang is designated as a leader of the germline gene annotation group in the paper; Cover story; cover image of this issue is contributed by the Chang Lab) (SCI)



Ting-Yu Huang, Charles E. Cook, Gregory K. Davis, Shuji Shigenobu, Rita P.-Y. Chen, and Chun-che Chang* (2010) Anterior development in the parthenogenetic and viviparous form of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum: hunchback and orthodenticle expression. Insect Molecular Biology 19: 75-85. (SCI)



Shuji Shigenobu*, R. D. Bickel, J. A. Brisson, T. Butts, C.-c. Chang et al. (2010) Comprehensive survey of developmental genes in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum: frequent lineage-specific duplications and losses of developmental genes. Insect Molecular Biology 19: 47-62.

Yi-Chun Tsai, Leellen F. Solter, Chih-Yuan Wang, Huai-Sheng Fan, Chun-che Chang*, Chung-Hsiung Wang* (2009) Morphological and molecular studies of a microsporidium (Nosema sp.) isolated from the three spot grass yellow butterfly, Eurema blanda arsakia (Lepidoptera: Pieridae). Journal of Invertebrate Pathology 100: 85-93. (SCI)

Chun-che Chang*, Ting-Yu Huang, Charles E. Cook, Gee-Way Lin, Chun-Liang Shih, and Rita P.-Y. Chen (2009) Developmental expression of Apnanos during oogenesis and embryogenesis in the parthenogenetic pea aphid Acyrthosiphon pisum (Hemiptera: Aphidoidea). International Journal of Developmental Biology 53: 169-176. (SCI)

Taro Mito, Taro Nakamura, Isao Sarashina, Chun-che Chang, Shotaro Ogawa, Hideyo Ohuchi, and Sumihare Noji (2008) Dynamic expression patterns of vasa during embryogenesisin the cricket Gryllus bimaculatus. Development Genes Evolution 218: 381-387. (SCI)

Chun-che Chang*, Ting-Yu Huang†, Chun-Liang Shih, Gee-Way Lin, Te-Pin Chang, Hui Chiu, Wen-Chang Chang (2008) Whole-mount identification of gene transcripts in aphids: Protocols and evaluation of probe accessibility. Archives of Insect Biochemistry and Physiology 68: 186-96. (SCI)

Chun-che Chang*, Hui Chiu, and How-Jing Lee (2008) Identification of nuage-like structures in the panoistic ovarioles of the German cockroach Blattella germanica (Linnaeus). Formosan Entomologist 28: 1-10. (Cover story)

Gee-Way Lin, Shau-Lin Lu, Ting-Yu Huang, Chun-Liang Shih, Wen-Jer Wu*, and Chun-che Chang* (2008) Molecular identification of weevils significant for customs inspection and quarantine importance. Formosan Entomologist 28: 43-55. (This paper was written in Chinese)

Chun-che Chang*, Gee-way Lin, Charles E. Cook, Shwu-bin Horng, How-jing Lee and Ting-yu Huang (2007) Apvasa marks germ-cell migration in the parthenogenetic pea aphid Acyrthosiphon pisum (Hemiptera: Aphidoidea). Development Genes Evolution 217: 275–287 (SCI)

Chun-che Chang*, Wen-chih Lee, Charles E. Cook, Gee-way Lin, and Tschining Chang (2006) Germ-plasm specification and germline development in the parthenogenetic pea aphid Acyrthosiphon pisum: Vasa and Nanos as markers. International Journal of Developmental Biology 50: 413-421. (Cover story

; cited by Cell (2006) and PNAS (2007)) (SCI)

 (2003 年以前的發表)

Chun-che Chang, Peter Dearden, and Michael Akam* (2002) Germline development in the grasshopper Schistocerca gregaria: Vasa as a marker. Developmental Biology 252: 110-118. (SCI) (Cover story)

Chun-che Chang and Charles E. Cook* (2002) Trends in genomic “evo-devo". 3 (7): reports 4019.1-4019.2. Genome Biology. (peer-reviewed) (SCI)

教學發展中心電子報第 47 期編輯手札 (2010 年 9 月號)

圖片來源：
http://www.michaelnoyes.com/product.php?id=128

第 49 期編輯手札

“We shall not cease from exploration

And the end of our exploring

Will be to arrive where we started

And know the place for the first time”

T. S. Eliot (1942) Four Quartets

這段優美的詩句是近日我研讀發育生物學家史考特•吉柏特 (Scott F. Gilbert) 的教科書時學到的。吉柏特用詩人艾略特 (T. S. Eliot) 的文字，隱喻生殖細胞的特色：無始無終，生生不息。就在我讚歎吉柏特精妙引喻功力之餘，心中立即浮現另一種感受：這不也是此刻我的心情嗎？因為就在稍早的時刻，我剛剛拜讀完本期電子報的初稿，每篇文章仿彿將我拉回當老師的第一天，甚至讀大學的第一天；雖然，我己任教滿七年，大學畢業也二十年了。

本期的第一個震撼是日前李校長在「椰林講堂」的開幕致詞。校長引用劉炯朗院士的故事，揭櫫教學的三個層次：Instruct (直接告訴答案)、Invite (提供找到答案的指引)、Inspire (鼓勵學生找到更好的答案)。由於課程性質之差異，每個老師在不同的課程可能使用不同的層次進行教學。然而，可能在為數不少的課程我們起初懷抱雄心壯志，想辦法在最短時間內將課程提升到 “Inspire” 的境界，但卻在上課的第一、二週後被迫回到 “Instruct” 的層次，「苦撐待變」至學期終了。幸運的是，符碧真老師在其專文「好的開始是成功的一半：第一天上課」當中提供非常寶貴而具體之建議，使得老師們得以在課程剛開始的時候知道如何凝聚同學向心、形塑良好學習氛圍、進行大幅提昇教學效果。簡單來說，符老師的經驗分享，就是在幫忙老師們營造一個可以 “Inspire” 的「無障礙空間」。

那麼到底要如何做，才能使學生 “being inspired” (受到鼓舞與激勵) 呢？是舌燦蓮花或是分數大放送嗎？非也！蘇以文老師的演講直指「態度」的重要性：一個八點五分即到課堂準備就緒的老師，一學期下來，是可以得到八點十分才趕到教室上課的同學們的肯定！而且，如果老師抱持更開放的胸襟傾聽同學各式各樣的想法，進而靈活修正教學方式，一定可以使課堂的氣氛更加活絡！我想，不但學生 “being inspired”，連授課老師都很有可能產生源源不絕的 “Inspiration” (靈感)。

當然，一個令人嚮往的課堂絕不能單靠老師努力，同學的學習態度也十分重要。孫維新老師去年在新生書院的演講特別提出一個大一同學可能忽略，或甚至不太喜歡聽的觀點：不要在尚未掌握專業領域的學習要領之前，把所有的時間都花在人際交往、社團參與、系上活動。在文章當中，孫老師直言大學四年稍縱即逝，若不妥善規劃，青春將一去不返！同時，孫老師也鼓勵同學在專業的領域中尋找知識與真理所產生的震撼與感動。畢竟只有感動能驅使熱情的產生，而且熱情將帶我們迎接下一個感動！

此時的我，覺得好像是一位從未上過課的新進教師即將面對到來的開學，迫不及待地要用符老師、蘇老師所提供的建議去教課；當然我也迫不及待地要影印孫老師的文章給每一位遇到的大一新生。我深信，讀過本期電子報的老師都很可能和我產生相類似的悸動。

“Yes, we shall not cease from exploration!”

教學發展中心電子報第 47 期編輯手札 (2010 年 8 月號)

圖片來源：Golf Digest Online

第 48 期編輯手札

文／張俊哲副教授 (臺大昆蟲學系)

＜案例故事＞
「台灣高爾夫球天后曾雅妮今天在英國公開賽驚險拿下冠軍，成為這項比賽自 1976 年舉行以來最年輕球后。曾雅妮說，這個冠軍對她意義重大，球技更上層樓，登上世界級水準。
曾雅妮 2008 年在 LPGA 錦標賽拿下職業生涯第 1 個 4 大賽冠軍，今年在納比斯科錦標賽拿下冠軍，成為史上第一位在同一年包辦納比斯科錦標賽與英國公開賽冠軍的球員。」（摘錄自8月2日中央社新聞）

＜討論問題＞

1. 誰是曾雅妮？為何她被譽為台灣高爾夫球天后？
2. 什麼是 LPGA？它對職業高爾夫球選手有何重要意義？
3. 為何同一年要同時贏得納比斯科錦標賽與英國公開賽是那麼的困難？
4. 曾雅妮在英國公開賽奪冠，對她、對台灣的高爾夫球運動有什麼樣的影響？

不要懷疑，你現在所在的網址還是台大教學發展中心，而不是任何的體育新聞網！上述這兩段文字純屬教案寫作，是我按照王秀槐老師在本期專文當中有關「案例教學法」的要領所寫成的。誠如王老師在文中所說的，案例教學法能幫助同學在解析問題的過程中，提昇學習的動機、樂於蒐集資料、並且對內容具有深度的瞭解。這些正面效益很難在平鋪直敘的單向教學中產生。無獨有偶地，符碧真老師在「給他魚吃，不如教他釣魚」文章當中，也闡述「問題導向學習」的重要性。各位讀者只要再稍微留意，便會發現兩位老師皆不約而同地點出小組討論的功效，使我們明瞭群體的腦力激盪常常勝過單打獨鬥式的學習成效。回想多年前修生物化學時，大家都視「中間代謝」那些繁瑣的代謝路徑為畏途，深怕在期中、期末考慘遭被當的厄運。正當頭昏腦脹之際，與一同挑燈夜戰的好友至雜貨店（那時還沒有便利超商！）買零嘴與汽水舒緩準備考試之壓力。當我們喝了幾口冰汽水後，我們半開玩笑式的說：請解釋在喝完ⅩⅩ汽水後，肝臟細胞的醣代謝反應。不可置信地，我們竟以前所未見的高效率把醣類代謝路徑學了起來！可見「以問題為導向的小組學習」是何等有其功效，我相信大家在學習的過程中，也不乏類似之見證。

如果您接著讀到本期的「新生書院」專欄，您一定會驚訝：連新生書院的文章都是「以問題為導向的學習」！其實這不過是巧合。但是也正因為這個巧合，大家更可以明白現在大學新鮮人所關心的議題是什麼，甚至他們所擔心恐懼的是什麼。孫中興老師以其貫有的幽默與瀟灑，將許多重要的經驗與觀察分享給大一的同學，很值得參考。也在此鄭重地推薦給剛繳完志願卡的準大學新鮮人。

再來一個「以問題為導向的學習」吧！「如果您以 Powerpoint 軟體製作簡報，如何能讓每張簡報的風格維持一致，而版面的設計又毋需張張微調呢？」數位媒體組的胡秋帆設計師的文章 — 「您不可不知的簡報製作技巧 - 母片設定」，正可以讓這些惱人的問題迎刃而解。個人建議：採取王老師與符老師小組學習的要點，找一兩位好友按胡設計師的建議，搬台電腦共同切磋一番，相信會學得更快更好。

行筆至此，已是曾雅妮獲得 LPGA 英國公開賽的 24 小時了。各媒體相關的報導不斷增加，最令人印象深刻的，就是她剛獲冠軍時的熱淚盈眶 — 有鋼鐵般意志的她，在桿弟的安慰下擦乾眼淚重新向大家揮手致意；另外，兩位好友以冠軍香檳在果嶺上朝她噴灑慶賀的畫面，也讓人充分感受到她的喜悅。誰說高爾夫選手不需要朋友呢？其實在任何方式之學習，我們都需要朋友、需要小組來幫忙我們。

打個電話或傳個 email 給暑假都還沒有聯繫的好同學或朋友吧！有了他們，您暑假的第二個月一定會過得更充實愉快！

教學發展中心電子報第 47 期編輯手札 (2010 年 7 月號)

圖片來源：http://www.mirror.co.uk/

第 47 期編輯手札

文／張俊哲副教授 (臺大昆蟲學系)

猶記得讀大學時，每學期的最後一堂課總不敢不到，深怕錯失了老師對期末考的「重點提示」。雖然當時對老師的「明示」或「暗示」謹記在心，但令人驚訝的是我現在已幾乎忘記所有的重點提示，記憶中仍然清晰的畫面，僅剩期末考後至「大世紀」或「東南亞」戲院看電影的場景。可以確定的是：我想不起每學期每科目的最後一堂課；當然，我也想不起在台大上過的最後一堂課。

如同本期專文「畫龍點睛：學期最後一堂課」所提到的，學期的最後一堂課常被師生所共同忽略，而這樣的忽略竟會使得整學期的教學與學習成效大打折扣！相反地，只要掌握經營最後一堂課之要領，對整學期師生的共同努力，不僅具有「固本」之具體成效，對於「活化」學習效果亦頗有助益。王秀槐老師在文中所分享之要領與具體實施成果相當具有參考價值。當然，不論老師多麼用心經營課程，若學生不能懷抱著快樂學習的積極心態，恐怕從第一堂課到最後一堂課都是折磨！劉麗飛老師在新生入門書院的分享中特別提到「快樂，是可以學習」的觀念，並且在當中提出寶貴的建議，對同學們如何養成正面思考與積極的學習態度會有很大的幫助。

雖然我們都明白提升學習效率的重要性，也想真的努力學習，但我們常常心有餘而力不足，無法以行動支撐我們的認知。本期 Terrence Doyle 博士的文章直指我們對自己大腦的認識不足，正是造成我們無法善用大腦的困境！可喜的是，Doyle 博士在學理的論述外也分享如何激發大腦潛能的方法，使我們清楚地掌握「愛腦」與「用腦」之要領。

如果，您是今年的應屆畢業生，我除了想問：還記得最後一堂在臺大上課的情形嗎？我還想問：最後一堂課在那棟建築物裏面進行？您開始懷念了嗎？我相信不論校園中的那一棟建築物，從宿舍、系館、至共同上課的大樓，不論其年代與造價，都會在同學心中各自留下它們的「倩影」，以及同學的青春歲月。如果，您想對這些「歲月的容器」有更進一步的瞭解，不妨先閱讀夏鑄九老師「與台大同學談建築」的演說記錄。很快的，您就能具備建築史與建築之基本概念。之後若能再跑一趟校史館蒐集臺大建築之相關資料，很可能下回走進台大時，您已經可以充當稱職專業的校園導遊了！何樂而不為？

當然在畢業離校的最後重要事情之一，特別對研究生而言，就是將自己儲存在研究室公用電腦中的檔案妥善備份。請不要以為「save」是一件再簡單不過而可以輕忽的事。很可能當您回到家，打開您最珍貴的畢業論文簡報檔時，您所精心製作的動畫，影片，影音等檔案都無法順利連結至簡報檔。因此，煩請參閱胡秋帆教學設計師的文章，明瞭如何讓教學簡報不失效的操作方法，給自己一個離校前的「Happy Ending」！

最後祝大家畢業快樂！暑假快樂！

教學發展中心電子報第 46 期編輯手札 (2010 年 6 月號)

Photo:NBA

第 46 期編輯手札

文／張俊哲副教授 (臺大昆蟲學系)

一位長年研究職業運動的朋友告訴我：對他而言，籃球賽迷人的地方，不僅在於觀看神乎其技地殺出重圍得分的本領；那些用看似不可能的角度傳球助攻的絕技，也經常使他熱血沸騰，拍紅了手掌！對於原本只欣賞飛身扣籃與三分神射的我，聽了朋友一番分析後，也開始留意球員間的傳球與接球。不久之後，我竟也喜歡上欣賞助攻，球賽結束還會去 YouTube 點閱 “Assistant (助攻) of the Game” 複習一番！

因此當我第一次看到「在課堂中的拋球與接球：討論法」這篇文章，馬上聯想到籃球場上的傳球。的確，老師和學生互動的良窳，好比傳接球之間默契的好壞，對課程品質與課堂氣氛的影響甚鉅。籃球場上助攻的目的在於協助隊友得分，課堂中的發問旨在幫助同學透過回應，對課程重點的瞭解能大幅地增長。文章中邱于真副組長以拋接球來比喻進行討論時的發問與回答，並且提出如何有效地進行討論的實用要領。

無獨有偶地，生科系林曜松老師在新生入門書院的講座中，直指培養表達能力的重要性，與邱副組長所提討論能力提昇之重要性前後呼應。因為善用課程進行中之討論機會，可大幅增進表達與溝通的能力。林教授在文中直指表達能力是大學生「核心能力」重要的一環；而且，在許多求職的場合，應徵者「態度」與「表達溝通」的能力在企業主心中的地位，還凌駕於專業能力之上。其實，「表達與溝通」廣義來說也是態度的一部份，因為良善的態度要依賴表達與溝通來展現。

如果說在課堂中參與討論可培養表達與溝通的能力，那麼擔任教學助教 (TA) 參與討論議題的設計與發動同學進行討論，應是能力養成更有效的途徑。在「TA 實務工作坊」的系列專文中，陳薇文老師強調瞭解學生特質的重要性，因為惟有掌握學生的需求、想法、甚至是內心的恐懼與學習的困境，才能直接有效地幫助學生融入課程，成為一個稱職的助教。

在數位的時代，表達與溝通已在網路的世界熱烈展開。就教學互動而言，很多老師與同學間的意見溝通，都已藉由教學網 (如本校的 CEIBA)、電子郵件、或是新興的線上工具 (如臉書 (facebook)，推特 (twitter)，噗浪 (plurk) 等) 來進行。這些線上工具都流行以短訊進行及時回應，久而久之長篇大論似乎在線上的互動不太受歡迎。不過，有時篇幅較長的資料實在無法避免。為提升閱讀長文件的效率與興趣，劉蔚馨設計師的文章告訴我們如何輕鬆地編輯長文件，使它的格式與樣式都可靈活與專業地呈現。相信學會這個本領，一定能提昇點閱率。

六月對全球的運動迷而言是不折不扣的「運動季」－美國職籃 NBA 即將進行冠軍總決戰、法網開打、美國職棒季賽、還有即將登場的世界盃足球賽。然而對許多的學子而言，六月也是「畢業季」。臺大的同學在畢業前夕，紛紛在校園攝影留念，特別是在傅鐘與椰林大道等「熱門景點」，總要留下一些身影。然而，臺大就只有這些「熱門景點」值得回味嗎？袁孝維老師以其專業與熱情，將臺大校園的鳥類生態娓娓道來，會讓您產生在臺大求學或工作的「幸福感」。讀完袁老師的大作之後，畢業生可能會猛然發現原來有這麼多的鳥類陪伴自己度過了這幾年的青春歲月。當然，六月也是「夏季」。不過，今年的夏天臺大會多了一些書卷氣息，因為「夏季學院」即將在臺大的校園成立。如果你點進「夏季學院」的網站 (註：或直接 Google「夏季學院」即可) ，你會被海報中的藍天、白雲、海灘、還有那充滿慵懶舒適的海灘椅所吸引！當然海灘椅旁邊的小桌上少不了放了幾本書。

New post, new challenge: 教學發展中心電子報執行編輯

幾個月前，應教學發展中心之邀擔任中心電子報執行編輯。由讀者變成編輯最大不同的地方在於每篇文章都必須認真讀過，雖然較辛苦，但收穫也多了許多。幾個月下來，寫了幾篇編輯手札，在此和大家分享。

第 45 期編輯手札

文／張俊哲副教授 (臺大昆蟲學系)

教學是一門藝術，而且是一門溝通的藝術。不要以為溝通只限於討論課程，即便是在單向的授課過程，溝通在鐘響後的第一分鐘便熱烈地展開。首先，同學那一雙雙的眼眸會「告訴」老師：我在不在乎這門課、我有沒有興趣、甚至我喜不喜歡你。幾分鐘後，那些失焦或失去燭光的眼神，可能是最具殺傷力的抗議；然而，那些聚精會神的雙眸加上時而燦爛的會心一笑，簡直具有神奇療效，讓講者的痛苦指數立即降低，繼續提起精神講課，完成五十分鐘的「神聖使命」。

本期電子報的文章，彼此間雖看似幾乎沒有關聯，但每篇文章的作者都直接或間接地表達「溝通」在教學上的重要性。在「倒序設計：以終為始的課程設計理念」，陳幼馨專案管理人提出以期末教學目標與學生反應為標竿，做為開課前課程規劃之重要依據。有別於傳統的教學規劃，老師須在授課前「想像」如何與一群可能素未謀面的學生「溝通」，希望他們能明瞭老師心中之期許，又能以高度的意願來學習，的確是一項重大挑戰。然而相信您讀完這篇饒富教學創意理念的文章，一定可提升課程內容規劃與執行。

當然，在「有效討論課的帶領技巧」的工作坊紀實文章中，讀者可由李紋霞博士與資深 TA 官淑蕙同學的寶貴經驗，瞭解討論課可能發生的各種狀況，與如何妥適因應之道。整篇文章彷彿把讀者帶到了討論課當中，進行一場「教學觀摩」，讓讀者目睹「直接溝通」的實況，精彩可期。

另外，江冠儀設計師的「教材修圖小撇步—跨頁掃描圖片的美化」一文，以深入淺出之方式告訴大家如何解決跨頁掃圖的疑難雜症。全文雖無「溝通」一詞，然而在教學的過程中「讓圖說話」已蔚為風潮，甚至「一圖抵千字 (A picture speaks a thousand words) 」。因此，如何提升教學用圖的品質，讓高品質的圖案來幫忙溝通，文中的訣竅一定可派上用場。

曾有人說，溝通的最高境界在於「無聲勝有聲」。的確，課堂中老師與學生眼神的交會，一張躍然紙上的教學用圖，甚至是一個肢體動作，都在台上、台下之間綿密地傳達千言萬語。本期電子報特別刊出戲劇系駱以軍老師有關魔幻寫實小說演講之專文。讀者會發現，原來小說家可用犀利的筆鋒與深刻的布局，傳達心中最深刻的理念與情感；還有更令人震驚的是，小說家想說出讀者內心深處那幾乎無人可觸碰的世界 - 可能是最珍貴的人生經驗，也可能是未癒之傷痕，可以說是「最深刻的溝通方式」之一！要是寫書或寫講義的作者都有這樣的功力該有多好！

首頁的故事

非常感謝臺大校訊本週首頁刊登 LGD@NTU 與 
International Aphid Genomics Consortium 在 
PLoS Biology 與 Insect Molecular Biology 
發表有關蚜蟲基因體序列分析論文，並登上 
PLoS Biology 2010 年 2 月號首頁的消息。
師長同學們的道賀與鼓勵，使我們倍感溫馨。
我們會繼續加油，讓蚜蟲奧祕的分子發育機制，
美麗地呈現出來。
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分子農業新里程：

賀台大昆蟲學系發育遺傳學研究團隊參與蚜蟲基因體解析，
榮登生命科學頂尖期刊首頁

    本校生農學院昆蟲學系張俊哲副教授所率領之研究團隊，在過去兩年間加入國際蚜蟲基因體聯盟 (International Aphid Genomics Consortium)，參與蚜蟲基因體計畫。本項跨國計畫研究成果，發表於最新一期生命科學頂尖期刊「PLoS Biology」（過去五年平均影響係數 14.662；生物學領域排名第一）。在該篇論文作者列中張老師榮任「生殖基因組」組長一職。難能可貴的是，本篇論文成為當期之主題文章，而期刊首頁之主題圖片 (feature image) (圖一)，正是由張老師研究室 (圖二) 所提供。

蚜蟲基因體由美國貝勒醫學院 (Baylor College of Medicine) 的人類基因體定序中心 (Human Genome Sequence Center) 進行定序，主要參與國為美、法、日等國；全球總共約有十餘國的科學家參與蚜蟲基因體計畫。張俊哲老師在整個研究計畫中被賦予擔任「生殖基因組」組長之重任，統籌蚜蟲生殖基因之註解工作 (annotation)。除此之外張老師與團隊成員呂曉鈴博士生還參與發育基因之分析，作為研究蚜蟲生殖與早期發育之重要分子基礎。由於蚜蟲基因體解碼為大型研究計畫，基因體序列蘊含之豐富生物資訊，非一篇研究論文所能涵蓋。因此，參與基因體計畫之研究單位，將獨立分析與研究之成果投稿至昆蟲學權威期刊 - 「昆蟲分子生物學」（Insect Molecular Biology) ，由該期刊將審核接受之稿件匯集成「蚜蟲基因體專刊」。在專刊當中，張老師與其博士生黃廷宇同學針對蚜蟲胚胎前端如何決定，以及頭部之形成發表重要論文，揭櫫〝鐘樓怪人〞(hunchback) 基因在蚜蟲胚胎前端特化可能扮演之新角色；另外，團隊成員呂曉鈴、林季瑋兩位博士班同學，偕同張老師參與由日本國家基礎生物學研究所 (National Institute of Basic Biology) 主導之發育基因解析工作，也同時發表於專刊當中。除了上述兩大科學期刊，有關本次蚜蟲全基因體定序與解析之消息亦披露於英、美、日、西班牙、紐西蘭等國之媒體。

基因體序列被喻為「生命之書」，或是「生命之操作手冊」。對蚜蟲這個重大農業害蟲而言，蚜蟲基因體解碼對瞭解其特殊之生活史，以及進行蟲害防治具有極大之助益。據張老師表示： 蚜蟲為半翅目昆蟲，以刺吸式口器吸吮植物汁液，並藉此傳播病毒。蚜蟲具有性與無性世代，世代之轉換，受光照週期調控。當蚜蟲大發生時，以「孤雌生殖胎生」之方式繁衍，其繁殖速率甚為驚人。在校總區農場所栽培之金針花被黃花粉蚜佈滿時，由遠眺還以為整棵植株正在繁花盛開！目前蚜蟲有性與無性世代切換之分子機制仍屬未知，不過在擁有整個基因體之序列資料庫後，即可利用功能性基因體 (functional genomics) 工具，對蚜蟲世代交替、傳播病毒、與內共生菌之代謝關係等機制進行分子層次之解析。換言之，若有一天可找到有性與無性世代之「切換序列」，就有希望把蚜蟲維持在生殖週期長達 3、4 個月的有性世代，大幅降低蚜蟲數量，達到顯著之防治果效。

目前已知之蚜蟲多達 5000 餘種，本次之基因體定序以豌豆蚜 (Acyrthosiphon pisum) 為目標物種，主要原因在於其過往累積之研究資料較為豐富，而且其體積較大，利於解剖操作。單套的豌豆蚜基因體具有 4 條染色體 (3 條體染色體加上 1 條性染色體)，總長約有 4.6 億個鹼基對。這項定序與分析的工作，在比較基因體學 (comparative genomics) 方面具有重大意義，因為這是目前所發表之昆蟲基因體序列中，屬於最基礎的半變態 (hemimetabolous) 之昆蟲序列 （例如：相較於蚜蟲，果蠅則為高度分化之完全變態昆蟲），這對於了解昆蟲基因體之全貌，頗有參考價值。由張老師得知，當整個蚜蟲基因體聯盟成員開會研商分析成果時，最令大家驚訝的是蚜蟲的基因體出現其他已知昆蟲基因體所沒有的大規模基因重複 (gene duplication) 現象，約有 2000 個基因家族 (gene families) 具此特色！例如生殖基因 vasa 在蚜蟲基因體中竟然出現 4 個同源基因，這是在果蠅、家蠶、蜜蜂、甲蟲等昆蟲基因體中所未曾發現的。或許上述大規模之基因重複現象，正反映蚜蟲複雜之生活史。然而，解析這些重複基因的功能，也將成為分子生物學家未來的重大挑戰。

對於能夠參與本次之跨國合作計畫並獲致重大的成果，張老師與其研究團隊非常感謝國科會與農委會防檢局之經費支持，同時他們也特別感謝中研院邢禹依研究員的水稻基因體研究室，由於他們的經驗分享，使張老師團隊在參與蚜蟲基因體分析之初步階段，面對龐大的基因體資料庫能由手忙腳亂到順利上手；當然，蚜蟲基因體聯盟組成員積極無私地分享分析成果，並且排除萬難地進行合作，也是計畫順利完成之關鍵。自 2002 年迄今，張老師已有三篇論文受刊登於國際學術期刊封面 (2002 年：非洲沙漠飛蝗；2006、2010 年：豌豆蚜蟲)。有趣的是，這些封面圖片的主角都屬「非模式物種」(non-model organisms)。據張老師分享：所有的「模式物種」都來自於「非模式物種」；而且研究非模式物種常常可發現令人意想不到的現象與生物學意涵，這正是研究的樂趣之一。雖然研究非模式物種所能使用之分子工具相當有限，而且大部分需自行開發；但挑戰之所在，也是成就感之所在。盱衡目前危害農作甚鉅、造成糧食危機之害蟲絕大部份都屬於非模式物種！或許蚜蟲基因體之研究，對研究其他重要農業害蟲具有某程度之參考與啓發。 (本文改編自台大校訊第 996 期)