一、緣起及重要性
太物種與遺傳多樣性資源，厥為國家公園之重要資產。為求有效之規劃及經營管理之實務需求，對國家公園於園區內所有之遺傳多樣性的了解，是為極重要工作項目。伴隨生物科技之發展，結合分子標誌、分子分類等新方法，與古典形態分類之結合，已被多數先進國家之國家公園管理單位所採用並證實其優異之成果；不但可了解過往未知的物種與遺傳多樣性，且可同時解釋演化分佈之緣由，甚至可進一步預測變遷。
本研究於是即以太魯閣國家公園管理區內之杜鵑為遺傳多樣性之研究目標，其理由在於：
1. 太魯閣國家公園管理區所轄全區範圍海拔落差遠達三千七百餘公尺，統括台灣全島各垂直植被帶之分布為國內之最，而杜鵑花恰亦為我國垂直海拔分布最廣且種類最多的本土重要及兼具景觀園藝價值的植物；
2. 杜鵑在國內已有充足的傳統形態分類調查研究，在開發新生物技術引進分子標誌與分子分類研究時，可有較明確之比較依據；
3. 杜鵑一般多受遊客喜愛，可藉由自發之親近，導入遺傳多樣性觀念於解說中，達到國家公園的教育目的。
4. 藉由小分子熱休克蛋白基因做為分子標誌之研究，建立分子分類與分布模式理論 (先前學者之觀察認為台灣杜鵑與南湖杜鵑、玉山杜鵑、森氏杜鵑外觀相似，且葉綠體及核糖體DNA序列相近，因而可將此四者歸為同一類群。但本年研究成果發現：以小分子熱休克蛋白之序列比較，台灣杜鵑與另外三者差異較大，應被歸為不同類群，亦可初步解釋外觀相似之杜鵑為何具有不同之環境適應分布性)，使國家公園在物種經營管理方面，得有分區管理及變遷預測等之規劃參考依據；
故此，本年度之研究成果，兼具本土植物遺傳多樣性之探討、新分子生物研發技術之引入、並顧及國家公園教育解說與經營管理之需求。
二、研究方法及過程
以杜鵑花屬中的 cytosolic class I sHSP 的部份核酸序列進行比對分析，所採樣品多分布於合歡山區、金馬隧道附近、及碧綠區域以及南湖圈谷附近。採樣樣品總計二十五種，其中埔里杜鵑四種、紅毛杜鵑五種、金毛杜鵑兩種、台灣高山杜鵑一種、台灣杜鵑一種、森氏杜鵑兩種、西施花三種、玉山杜鵑三種以及南湖杜鵑四種。
三、重要發現
杜鵑屬小分子熱休克蛋白 C 端核酸序列可明顯區分高山杜鵑與其他分部較廣且分佈海拔較低之杜鵑，其約以海拔 3000 公尺為一分界點，而這些核酸序列上之差異對其轉譯後胺基酸序列之影響並不大，其可能原因係為本研究所使用區域之胺基酸序列會造成小分子熱休克蛋白的構型差異，因此其胺基酸序列之保守性相當高，但由其核酸序列仍可觀測到其演化上之差異。過去學者原本將森氏杜鵑以及玉山杜鵑分為兩品系，但因其外觀相似以及經過分子標誌之確認後發現其葉綠體 DNA 上之 trnL-trnF 區域以及核糖體 DNA 上的 ITS 區域序列極為相近，因此將其並為一類，於本實驗亦可發現縱使森氏杜鵑之樣本採集點皆低於 3000 公尺，森氏杜鵑與玉山杜鵑之小分子熱休克蛋白核酸序列相似度仍相當高，由此可證實此兩者雖有外觀上些微之差異，但應為同一品系之杜鵑；由玉山杜鵑及森氏杜鵑之比較結果亦可發現，杜鵑屬植物之遷移應為由高海拔區域遷徙至低海拔地區，此一結果亦呼應過去學者認為杜鵑屬植物係由高山遷移至平地之結論。
四、主要建議事項
本研究之顯著性和建議如下：
1. 本研究之採樣結果可充實太魯閣國家公園內杜鵑花屬植物之分布紀錄，並可對區內不同種杜鵑花之海拔分布有更近一步之了解，藉此更可與過去之調查結果作一比對，監測區內杜鵑花屬植物的變遷。
2. 由此研究可發現，小分子熱休克蛋白確實可作為研究植物海拔分布遷移之摽地，因而可以此方式建立一研究模式，對太魯閣國家公園內之其他植物進行相關研究，做為區內植物變遷之紀錄指標。
3. 未來建議以此研究模式為基礎，對太魯閣國家公園區內植物進行樣本收集及其小分子熱休克蛋白之研究，並且藉以長期監控區內植物之變遷，並可作為生長環境及氣候變化對植物分佈影響的指標。
Abstract
Keywords: Rhododendron, small heat shock protein, altitude
In this study, there are 25 samples coming from 9 species of rhododendrons used to compared their partial DNA sequences of cytosolic class I small heat shock protein (sHSP). The region used in this study is at the conversed C-terminal domain of sHSP and includes approximately 81 amino acids. The length of the region is about 250 bps. The results found that the DNA sequences of R. pseudochrysanthum Hay and R. morii Hayata in this region are the same, so it could be inferred that the two species of rhododendron may be the same specie. Neighbor joining (NJ), maximum likelihood (ML) and parsimony analyses (PA) were conducted using PHYLIP program. From NJ, ML and PA trees, it’s observed that R. pseudochrysanthum Hay, R. morii Hayata and R. hyperythrum Hay were classified in the same clade. The samples of R. pseudochrysanthum Hay, R. morii Hayata and R. hyperythrum Hay were collected at the altitude range from 3159 to 3750 meters, 2579 to 2683 meters and 3080 to 3517 meters respectively. The topology obtained from ML was found that the samples collected from the altitude over 3000 meters except R. morii Hayata were in the same clade. This result inferred that the partial DNA sequence of cytosolic class I sHSP could be used to distinguish the rhododendrons that grow at an altitude over 3000 meters from others.