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松科植物萜类合成酶及其基因家族研究进展

南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第3期45卷 233-244页

作者：朱沛煌陈妤季孔庶南京林业大学南方现代林业协同创新中心林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室江苏南京210037

萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有... 详细信息

萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有重要的经济价值。松科植物通过甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖磷酸途径合成所有萜类物质合成所必需的5碳前体,并在异戊烯基转移酶家族、萜类合成酶家族作用下合成单萜、倍半萜和二萜等不同长度碳链的萜类分子骨架,并进一步在细胞色素P450酶家族的作用下发生甲基化、羟基化、过氧化、糖基化等酶促反应形成具有结构极为丰富的萜类化合物。和其他次生代谢过程类似,多种酶及其基因在萜烯化合物形成过程中起到了至关重要的作用,同时,萜类化合物结构多样性的形成也主要依赖于萜类合成酶及其基因。植物中已经发现了大量的萜类合成酶,由于大量植物基因组、转录组等组学数据的公布,不断有新的萜类合成酶被报道。笔者介绍了植物萜类化合物前体的合成途径及其关键酶基因、植物萜类合成酶的结构和类型,着重阐述松科植物萜类合成酶结构、功能以及相应基因家族鉴定和系统分类的研究进展,并针对松科植物萜类合成酶及其基因研究领域存在的研究树种偏少、松科植物萜烯类代谢可能存在的特异代谢路径重视程度不够、适用于针叶树种相关基因的功能研究平台搭建欠缺、多基因网络调控松科植物萜烯类合成机制研究未得到系统开展、产脂和抗逆相关的松科植物关键基因未得到挖掘与利用等相关问题提出了建议,以期为松科植物萜类生物合成机制解析及松科植物遗传改良提供参考。

关键词：松科萜类甲羟戊酸途径甲基赤藓糖磷酸途径萜类合成酶基因家族

ITS(nrDNA)片段在冷杉属植物中的长度多态性及其在松科的系统与演化研究中的应用

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Acta Botanica Sinica 2000年第9期42卷 946-951页

作者：向巧萍向秋云 AaronLISTON 傅立国傅德志中国科学院植物研究所 Department of Biological Sciences Idaho State University Pocatello Idaho83209_8007USA Department of Botany and Plant Pathology Oregon State UniversityCorvallisOregon97331_2902USA

由PCR反应扩增了 2 8种冷杉属 (AbiesMill.)植物的nrDNA的ITS(包括ITS1、ITS2和 5.8SrDNA)片段 ,经过与 1 0 0bp和 1kb的标准分子量DNA进行比较和某些类群ITS的全序列和部分序列测定 ,发现分布于墨西哥和 2种分布于北美的冷杉属植物的IT... 详细信息

由PCR反应扩增了 2 8种冷杉属 (AbiesMill.)植物的nrDNA的ITS(包括ITS1、ITS2和 5.8SrDNA)片段 ,经过与 1 0 0bp和 1kb的标准分子量DNA进行比较和某些类群ITS的全序列和部分序列测定 ,发现分布于墨西哥和 2种分布于北美的冷杉属植物的ITS片段长度约为 2 50 0bp ,而分布于欧亚大陆和其他分布于北美的冷杉植物的ITS长度约为 1 70 0bp ,二者相差约 80 0bp。A .bracteata (D .DonNutt.)的ITS全序列长度为 1 697bp ,其中ITS1为 1 2 96bp ,5.8S +ITS2为 4 0 1bp。A .durangensis的部分ITS1和全部 5.8S +ITS2的测序结果表明 ,5.8S +ITS2的长度与A .bracteata的相同 ,为 4 0 1bp ,从而揭示出ITS长度的变化主要是由于ITS1的长度变异所致。这与松科属间ITS长度的变异是由于ITS1长度的变异所致相一致。冷杉属ITS长度的变异式样与形态特征和地理分布具有很好的相关性。结合形态学性状和地理分布资料 ,初步探讨了ITS长度变异这一性状在冷杉植物系统演化中的意义 ,并对运用ITS片段探讨松科属间和属下的系统演化关系的可行性和局限性进行了讨论。认为较长的ITS片段应该为分析系统演化关系提供较大的信息量 ,可望得到具较高分辨率的结果 ,但松科植物属间较大的ITS片段的长度增大和长度变异不仅增加了基因扩增和测序的难?

关键词：冷杉属松科 ITS片段系统发育长度变异

松科植物属间C值和种子千粒重与进化关系初探

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植物研究 2013年第5期33卷 610-615页

作者：李桂双白成科陕西师范大学生命科学学院西安710062

在检索C值数据库和种子数据库的基础上，对松科具有完整c值和种子千粒重等数据信息的5个属108种植物进行统计分析，并利用线性回归模型分析了二者之间相关性。结果显示，松科植物12值从9．5～36pg呈正态分布，种子千粒重从1．2～1269g... 详细信息

在检索C值数据库和种子数据库的基础上，对松科具有完整c值和种子千粒重等数据信息的5个属108种植物进行统计分析，并利用线性回归模型分析了二者之间相关性。结果显示，松科植物12值从9．5～36pg呈正态分布，种子千粒重从1．2～1269g呈偏态分布，种间千粒重相差悬殊，高达1058倍。ANOVA分析表明，松属C值平均为25．79pg，显著高于其它4个属；落叶松属C值最低（12．53pg），显著低于云杉属（18．44Pg），而云杉属、冷杉属和雪松属C值间却无显著性差异。结合前人研究结果，从C值的角度分析，松科5属间的演化顺序为：松属-云杉属-雪松属-冷杉属-落叶松属。松科5属间种子干粒重均值差异显著，松属种子均值最大（123．7g），其次为雪松属（84．5g）和冷杉属（26．4g），最后为落叶松属（5．5g）和云杉属（3，9g）。除松属外，其它4个属ANOVA分析，雪松属种子千粒重显著高于云杉属、冷杉属和落叶松属（P〈0．01），而云杉属和落叶松属种子千粒重间无显著差异（P〉0．05）。对数回归分析和线性相关性分析表明，松科108种植物的C值和种子千粒重回归方程为：Y=3．145x-7．248，决定系数（R^2）为0．346，存在显著正相关性（P〈0．0001），线性相关系数（1，）高达58．8％，这说明松科植物随着C值增大，其种子千粒重呈明显增加趋势。综上所述，松科属间种子千粒重差异显著，且随着属间进化程度的提高，C值和种子千粒重均呈明显下降趋势，其具体机理尚有待于结合其它功能性状做深入分析。

关键词：松科 C值种子千粒重回归分析进化

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松科系统学研究（Ⅰ）

植物研究 1996年第1期16卷 32-45页

作者：李楠傅立国朱政德中科院植物所北京南京林业大学林学系江苏南京

松科的系统发育研究历来已久，但由于性状进化的不同步性和属间进化缺少中间环节，致使科的分类系统和各属之间的演化关系至今未得到令人满意的解决。本文在钻研已有文献的基础上，筛选出松科属间综合分类性状３６个，有序进化性状２０... 详细信息

松科的系统发育研究历来已久，但由于性状进化的不同步性和属间进化缺少中间环节，致使科的分类系统和各属之间的演化关系至今未得到令人满意的解决。本文在钻研已有文献的基础上，筛选出松科属间综合分类性状３６个，有序进化性状２０个，借助计算机，以属为分类单位，进行表征分析研究确定松科分类系统，结果将松科分为三个亚科：松亚科Ｓｕｂｆａｍ．Ｐｉｎｏｉｄｅａｅ：仅ＰｉｎｕｓＬｉｎｎ；落叶松亚科Ｓｕｂｆａｍ．ＬａｒｉｃｏｉｄｅａｅＭｅｌｃｈｉｏｒ＆Ｗｅｒｄｅｒｍ．ｅｍｅｎｄ．Ｎ．ＬｉｅｘＬ．Ｋ．Ｆｕ：含四属：ＣａｔｈａｙａＣｈｕｎ＆Ｋｕａｎｇ，ＬａｒｉｘＭｉｌ．，ＰｉｃｅａＡ．Ｄｉｅｔｒ．，ＰｓｅｕｄｏｔｓｕｇａＣａｒ．；冷杉亚科Ｓｕｂｆａｍ．ＡｂｉｅｔｉｄｅａｅＰｉｌｇｅｒ，ｅｍｅｎｄ．Ｆｒａｎｋｉｓ：含五属：ＡｂｉｅｓＭｉｌ．，ＣｅｄｒｕｓＴｒｅｗ，ＫｅｔｅｌｅｒｉａＣａｒ．，ＰｓｅｕｄｏｌａｒｉｘＧｏｒｄｏｎ，ＴｓｕｇａＣａｒ．。运用分支分析探讨各属的演化关系，并综合表征和分支分析结果，结合古植物学资料，构思和绘出了以地质年代为纵作标的松科系统发育树。

关键词：松科分类学分支分析

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青藏高原东缘松科植物叶脉性状的变异

应用生态学报 2023年第5期34卷 1203-1210页

作者：朱荣杨雪龚浩鑫王志波陈爽王小春王瑞丽西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

为探究松科单叶脉植物沿环境梯度的变异规律及适应策略,本研究在青藏高原东缘沿纬度梯度(26°58′—35°33′N)获取了48个取样点内57个松科植物的叶片,包括冷杉属、落叶松属、松属和云杉属,测定叶脉密度、叶脉直径和单位叶片体积叶脉体... 详细信息

为探究松科单叶脉植物沿环境梯度的变异规律及适应策略,本研究在青藏高原东缘沿纬度梯度(26°58′—35°33′N)获取了48个取样点内57个松科植物的叶片,包括冷杉属、落叶松属、松属和云杉属,测定叶脉密度、叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积等叶脉性状,分析叶脉性状之间的权衡及与环境变化的关系。结果表明:叶脉密度在不同属间无显著差异,而叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积在不同属间差异显著;在不同属中,叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积之间均存在显著正相关关系,而叶脉密度与叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积之间相关关系不显著;叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积随纬度的增加而显著减小,而叶脉密度没有显著变化;年均温是影响松科植物叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积变异的主要因子,叶脉密度与环境因子的关系较弱。松科植物特殊的单叶脉结构,具有与网状脉等复杂叶脉结构不同的环境适应策略,其主要通过调整叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积来适应外界环境的变化。

关键词：叶脉性状松科纬度青藏高原

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热激对大兴安岭三种松科树种种子萌发的影响

生态学报 2017年第19期37卷 6581-6587页

作者：谷会岩蒋克研张芸慧王顺忠陈祥伟东北林业大学林学院哈尔滨150040 大兴安岭地区营林局加格达奇165000 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

研究了热激对大兴安岭地区兴安落叶松、樟子松、红皮云杉种子萌发的影响,热激温度分别为80℃、100℃、120℃、150℃,每个温度下热激时间分别为1min、3min、5min、10min。研究结果表明:兴安落叶松种子在100℃热激10min,120℃热激5min,10m... 详细信息

研究了热激对大兴安岭地区兴安落叶松、樟子松、红皮云杉种子萌发的影响,热激温度分别为80℃、100℃、120℃、150℃,每个温度下热激时间分别为1min、3min、5min、10min。研究结果表明:兴安落叶松种子在100℃热激10min,120℃热激5min,10min,150℃热激5min处理下萌发率较对照显著下降(P%0.05),除80℃热激1min、3min、5min、120℃热激1min、150℃热激1min外,其他处理萌发速率指数较对照均显著下降(P%0.05);樟子松种子在高于80℃的所有热激处理萌发率较对照均显著下降(P%0.05),甚至没有萌发,除80℃热激1min外,所有处理下萌发速率指数较对照均显著下降;红皮云杉种子萌发率在80℃热激5min和100℃热激1min处理下较对照显著提高(P%0.05),萌发速率指数在80℃热激1min、3min、5min,100℃热激1min处理下较对照显著提高(P%0.05)。兴安落叶松种子可以在短时间高强度(150℃)热激下维持萌发率,但不能承受长时间热激;樟子松种子对高于80℃的热激反应敏感,热激降低了樟子松种子的萌发能力;热激可以提高红皮云杉种子的萌发能力,短时间(1min、3min、5min)低强度(80℃)热激(包括100℃热激1min)提高红皮云杉种子萌发率和萌发速率指数,红皮云杉种子也可以承受高强度(150℃)瞬时(1min)热激。

关键词：热激种子萌发松科林火

松科10属植物叶子内皮层具有凯氏带的新证据

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电子显微学报 2004年第5期23卷 560-565页

作者：唐熙吴小琴吕洪飞林金星中国科学院植物研究所

本文应用荧光显微技术,结合检测凯氏带的特异染料小檗碱和甲苯胺蓝对染方法,对松科10属13种植物叶子的冰冻切片进行了观察,确认在松科的10属植物叶子中均有内皮层凯氏带加厚,纠正了前人关于在松科植物某些属的叶子中不存在凯氏带的结论... 详细信息

本文应用荧光显微技术,结合检测凯氏带的特异染料小檗碱和甲苯胺蓝对染方法,对松科10属13种植物叶子的冰冻切片进行了观察,确认在松科的10属植物叶子中均有内皮层凯氏带加厚,纠正了前人关于在松科植物某些属的叶子中不存在凯氏带的结论。根据内皮层细胞排列模式和凯氏带加厚程度,我们将松科的10属分成两大类。通过酶解分离我们得到典型的凯氏带网状结构,说明其能够抵御酶解,其原因可能是成份含木质素和木栓质。

关键词：凯氏带内皮层松科植物叶子细胞荧光木质素冰冻切片小檗碱观察

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中国西北地区松科和柏科气孔器形态

微体古生物学报 2007年第3期24卷 309-319页

作者：万和文沈吉唐领余李春海安徽大学生命科学学院合肥2300392 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 中国科学院南京地质古生物研究所南京210008

现代针叶树气孔器的研究为鉴定化石气孔器奠定了基础,对第四纪植被变化和古气候的研究起着很重要的作用,是第四纪孢粉学的一个重要补充。本文运用常规的标准的孢粉分析方法,对中国西北地区常见的松科3属8种和柏科3属4种植物气孔器进行... 详细信息

现代针叶树气孔器的研究为鉴定化石气孔器奠定了基础,对第四纪植被变化和古气候的研究起着很重要的作用,是第四纪孢粉学的一个重要补充。本文运用常规的标准的孢粉分析方法,对中国西北地区常见的松科3属8种和柏科3属4种植物气孔器进行了观察分析。结果表明凭气孔器大小可以区分松科与柏科。利用气孔器大小、T型结构的形状?上部木质片与气孔器茎之间的夹角进行属的鉴别,再结合茎的长度、宽度、中间木质部的宽、T型外角度和上部木质片外缘形状等可以进行种的鉴别,并编制了一个初步的检索表。

关键词：气孔器孢粉松科柏科检索表中国西北地区

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中国松科花粉形态研究

植物研究 1989年第3期9卷 87-98页

作者：张金谈中国科学院植物研究所

本文研究了我国松科(Pinaceae)9属61种的花粉形态,其中有6种进行扫描电子显微镜观察和照相,4种进行透射电子显微镜观察和照相,每属都有代表种的绘图,对该科花粉形态类型、科下的分类及演化问题进行讨论,为本科的亚科、属、种的划分提供... 详细信息

本文研究了我国松科(Pinaceae)9属61种的花粉形态,其中有6种进行扫描电子显微镜观察和照相,4种进行透射电子显微镜观察和照相,每属都有代表种的绘图,对该科花粉形态类型、科下的分类及演化问题进行讨论,为本科的亚科、属、种的划分提供孢粉学方面的参考依据。

关键词：松科花粉形态