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壹、前言1971 年首度由太平洋紫杉(Taxus brevifolia)的樹皮中分離得到的紫杉醇(Christopher, 1993)經證實對卵巢癌與肺癌等具有相當好的治療效果，但由 於太 平 洋 紫 杉 數量不多、 生 長 緩 慢 ，且樹皮再生技術尚未被掌握，實難經由致死性的剝 除
樹 皮方 式 來 生 產 紫 杉 醇 。目前除 太 平 洋 紫 杉 外，大 部 分 的 紅豆 杉 屬 樹 種如曼地亞紅豆杉(T.× media)、英 國 紅 豆 杉 (T. baccata)、日 本 紫杉(T. cuspidata)、 加 拿 大 紫 杉 (T. canadensis)、 中 國 紅豆杉(T. chinensis)及 台灣紅豆杉(T. sumatrana)，均 已 分 析 出 其 枝 葉紫 杉 醇 含量，由於紅豆杉全世界的天然資源有限，因 此 利用不 斷 採 收枝 葉方式生產紫
杉醇或10-DAB(10-deacetyl baccatin III)成為全世界矚目的焦點，避免因開採過度而危及天然資源，從而保持資源的可利用性。目前的紫 杉 醇一半來自天然萃取，而另一半則是以10-DAB 合成( Zhiri, 1995)，且10-DAB 不可合 成紫 杉 醇，也可製成紫 杉 德(taxotere)，所以目前10-DAB 的需求量有逐年上升的趨勢(Mccoy, 2004)。10-DAB 目前主要來源為英國紅杉，而台灣紅豆杉有些品系枝葉內的10-DAB 濃度甚至比英國紅豆杉還高(何政坤，1997)，所以相當值得重視。台灣紅豆杉其枝 葉雖含有紫杉醇與合成紫杉醇的重要前驅物10-DAB，但其含量卻因為單株、種源的不同而有極大差異，因此篩選10-DAB 與紫杉醇含量高的紅豆杉單株，配合無性繁殖方式生產及萃取(何政坤，1997)。而目前紫杉醇主要的來源是由枝葉生產提煉，如能以優良品系插穗大量扦插，使苗木的遺傳性狀都跟原來的母樹一樣，再以密集栽培方式，將可提高單位面積之枝葉生產量。但由於台灣紅豆杉天然母樹發根率不高，單株間發根情形差異也很大，扦插發根期間更長達半年以上，因此如何增進發根率、縮短發根期與提高發根品質是培育良扦插苗的要項。本研究以含有高10-DAB 之營養系林木進行不同枝條位、不同濃度的吲哚丁酸(Indole butyric acid, IBA)、不同季節等處理之扦插試驗，觀察這些因子對發根率、發根期與發根品質之影響，發根品質包括了發根數、發根長度與側根生長。其與出栽後之存活、適應能力息息相關，另外，我們也進行新梢生長之調查，調查項目為抽芽數與抽芽長度，希望藉此對扦插苗整體發育有更完整的瞭解。本試驗藉由上述各項實驗來瞭解無論是在供穗之枝條部位、IBA 處理、及扦插季節的應用等扦插要項對各台灣紅豆杉發根的影響，並比較營養系間之變化，以祈能更有效的篩選與繁殖台灣紅豆杉苗木，提供生產此等抗癌物質之優良材料。貮、前人研究一、台灣紅豆杉生態概述全世界紅豆杉屬植物約有
8~10 種(Li and Keng, 1994)，分布於北半球北美、歐洲、亞洲許多國家，是生長非常緩慢的常綠喬木或灌木(Rudolf,1974)，為孑遺樹種。紅豆杉屬植物大多為雌雄異株，如台灣紅豆杉及歐美紅豆杉屬的樹種都是雌雄異株，常藉由鳥來散播種子(bird-dispersed)，但分布在加拿大東南部和美國東北部一帶的灌木型加拿大紫杉卻是雌雄同株(Allison, 1991)，不過偶爾也發現有雌雄異株的植株。另外在雌雄異株的太平洋紫杉上也曾發現，雌枝上有雄蕊枝條，或雄株上有雌蕊枝條的情形發生(DiFazio et al., 1997)。紅豆杉屬植物數量稀少，在歐美、日本常被人工培育用來當做庭園觀賞或綠籬(吳榜華等，1996)；在蘇俄中部，只在植物園裏才有；美國的太平洋紫杉只分布在西北部奧勒岡州等少數地區；而台灣僅有一種，即為台灣紅豆杉。台灣紅豆杉(Taxus
sumatrana (Miq.) de Laub)，又稱紅杉、紫杉、華紫杉、南洋紅豆杉，在中國大陸則稱其為南方紅豆杉，認為係中國紅豆杉的變種(T.
chinensis var. mairei ( Lem et Levl.) Chent et
Fu)，分布在中國南部(中國科學院植物志編輯委員會，1978)。台灣紅豆杉為紅豆杉科(Taxaceae)紅豆杉(紫杉)屬 (Taxus)的稀有、瀕危原生裸子植物之常綠大喬木，最高可達15 m，胸 徑 可達1 m 以上(Li andKeng, 1994)。其葉片為線狀披針形，長1.2～2.7 cm，寬2～2.5 mm，先端尖銳，葉背具兩條不明顯黃綠色氣孔帶，樹皮灰紅色，有縱向細裂縫，會有不規則的片狀剝落，留下雲形剝落痕，開花期為每年3~4 月，11 月間種子成熟，略呈鈴鐺形，成熟的種子外面包裹著一層紅色假種皮的肉質構造，微甜的種子是鳥類、松鼠的最愛。喜馬拉雅山以東至中國東南部、台灣至馬來西亞一帶(Li and Keng, 1994)都有台灣紅豆杉的分布，在本省則廣泛而零星的散生於插天山、鹿場大山、大甲溪上游之兩岸高地、八仙山、埔里之翠峰、東北部之太平山、木瓜山、林田山，西部之巒大山、阿里山至南部之大武山等海拔1,000 -3,000 m 地區之針葉闊樹林中(柳榗，1966；劉業經，1980)。台灣紅豆杉常生長在山腰、稜線上或崩塌地、石礫地等較惡劣的環境下，且少有被壓情形，所以除上述由動物播種不易外，林下天然下種小苗也相當稀少(蔡碧麗，1997)，在稜線上枯枝落葉層較薄，且具腐植質土壤或石礫地附近發現的小苗，因為此處土層淺薄，保水性差，每遇冬季久旱不雨、下霜，苗株即枯萎甚至死亡；而在紅豆杉母樹樹冠林下的種子，卻因枯枝落葉層太厚，無法接觸土壤而不能成苗，而即使各項條件合適，種子還需經過1.5 年以上的休眠(簡慶德等，1994)才能順利發芽，族群繁洐著實不易。生長緩慢，年輪密度高，材質緻密富彈性，觸感溫潤細緻，不反翹，耐水濕，不易蟲蛀，能長久使用是台灣紅豆杉的材質特性，其可供做建築、高級家具
(王松永，1983；王進發，2004)；過去明清兩代文武百官上朝所執的奏板，與皇帝安寢時用的枕頭，也曾用紅豆杉屬植物精雕細琢而成(洪良浩，1997)；不僅如此，台灣紅豆杉樹如其名，木材呈美麗的天然紅豆色澤，外層邊材則白裡泛黃，紋路優美，且木材纖維交互扭曲，作為雕刻、藝品皆十分脫俗精巧。紅豆杉屬植物從前即是中國、美國、印度、日本等國家的傳統用藥(伊伬凡人，1968)。美國印地安人利用它來治療許多疾病如腎臟病、壞血病甚至是結核病
(Christopher, 1993)等，在甘偉松(1977)編印的《藥用植物學》中也曾記載紅豆杉枝葉、樹皮有降低血糖、治糖病與腎炎的效果，近來更因紫杉醇的發現，而使得紅豆杉屬的植物深受矚目。紫杉醇(taxol，或譯泰克索，簡稱TX)是從紅豆杉屬植物中分離純化得到的針狀結晶物。早在1963 年時，北卡羅來納州(Nortn Carolina)三角研究所(Research Triangle
Institute )的藥物化學家Monroe Wall 即首次收到由美 國癌 症 研 究 所 (National Cancer Institute, NIC)所寄來的可對抗老鼠血癌細胞之第一個太平洋紫杉樣本，但直到1969 年才能分離出太平洋紫杉樹皮中之活性成分並將它命名為「紫杉醇」(Christopher, 1993)，接著由Wane et al.在1971年完成紫杉醇的化學結構分析，鑑定其為複雜的雙萜化合物(diterpenoid)。美 國 癌 症 研 究 所於1958~1980 年針對35,000 種植物進行分析研究，在110,000 種可能具有抗癌療效的化合物中，紫杉醇經篩選為1980 年代以來最具潛力的天然抗腫瘤藥物，更被稱為：「90 年代希望之藥！」(Christopher,1993)。1995 年美國藥物食品局(US Food and Drug Administration, FDA)正式批准紫杉醇用於治療卵巢癌與乳癌，迄今除治療卵巢癌、乳癌外，也已大量使用在小細胞肺癌、惡性黑色素癌、愛滋病相關的卡波西肉瘤(Karposissarcoma)與白血病等。紫 杉 醇是植物內的「二次代謝物」中的萜類。二次代謝物是指植物主要生化代謝路徑中沒有出現的化合物，如生物鹼、酚、單寧、類固醇等種類相當多，它們是細胞生命活動或植物生長發育正常運行的非必需小分子化合物，其生產和分布通常有種屬、器官、組織以及生長發育時期的特異性。二次代謝物的產生一般認為是植物在長期進化中對生態環境適應的結果，由於植物無法自由移動，所以身上產生防禦物質以抵抗蟲害、低溫、草食動物的取食(Christopher, 1993)等外來環境壓力，保護自己。一株100 年生的太平洋紫杉樹皮只有約3 kg，其中的紫杉醇含量很低，只能提煉出300 mg，大約是一次的劑量；如果以治療一個卵巢癌病患需要2 g 的紫 杉 醇來說，約需3-12 株太平洋紫杉的樹皮，估算在美國一年約需24 kg 來治療卵巢病患(Christopher, 1993)，且紫杉醇可治療多種癌症，推測需要量將超過500 kg (Gibson et al., 1993)，需砍伐百萬株以上的太平洋紫杉。由 於 太 平 洋
紫 杉零星分布在美國西北地區(Booth, 1997)，例如華盛頓州和奧勒崗州等，有些更位於斑梟的禁伐區內，數量有限，加
上 其生 長 緩慢 ，實難 以 經 由 長 期 剝 除 樹 皮 的 方 式 來 生 產 紫 杉 醇 ，因此尋找可再生的材料成為世界性的目標(Christopher, 1993)。目前為止，稀有的紅豆杉屬植物仍是紫杉醇的唯一來源(Han et al., 1994)從 1988 ~1995 年 間 ， 大 部 分 的 紅 豆 杉 屬 樹 種 除 太 平 洋 紫 杉外 ， 英 國 紅
豆杉、 日 本 紫 杉或加 拿 大 紫 杉、 中 國 紫 杉等，均 已 分 析 出 其 枝 葉中紫 杉 醇 量 ，台灣紅豆杉(何政坤等，1997)亦不例外。紫杉醇的含量會因不同樹種、單株的遺傳而有差異，亦會因不同組織、甚至環境(採集季節、光照條件)而異，最高含量約為乾重的0.01-0.045 % (何政坤等，1997;Jaziri, 1996)。台灣紅豆杉除含有紫杉醇外，還有合成紫杉醇的重要前驅物10-去乙醯巴卡亭III (10-deacetyl baccatin III, 10-DAB) 與巴卡亭III (baccatin III, BC)(何政坤等，1997)。與國外紅豆杉相比，臺灣紅豆杉優良單株的紫杉醇最高含量約相當於國外優良品種的含量(300-882 ppm)，BC 含量則偏低，但10-DAB 含量卻為英國紅豆杉1,000 ppm(國外目前所知含量最高者)的3 倍，顯示台灣紅豆杉並不輸給國外的品種，甚至有其獨特的成分變化(何政坤等，1997)，但其含量不但在不同族群間或同一族群內的變異非常大，而且不同季節採收或採收後處理過程都會影響其含量
(何政坤等，1997；何政坤等，1999；何政坤等，2000)。二、紫杉醇的生產方式紫杉醇在紅豆杉屬植物的樹皮、針葉、根及植株的其它部分都有發現，但供應仍受紅豆杉其緩慢的生長速度與長時間(1.5~2 年)種子休眠(Rudolf, 1974)的限制，所以為維持紫杉醇的產量，除發展更有效的方法來繁殖此樹種外(Eccher, 1988)，目前正努力試圖全部合成、半合成、從可再生的針葉萃取或用組織培養法(張淑華等，1996；何政坤等，2003)等方式生產紫杉醇。(續二)