5种柏科植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

【目的】通过叶绿体基因组密码子偏好性,分析5种柏科植物(秃杉、水杉、杉木、福建柏、日本柳杉)的亲缘关系,筛选出与秃杉亲缘相近者作为异种砧木,为秃杉无性繁殖与规模化生产提供理论参考。【方法】通过NCBI下载并筛选5种柏科植物的蛋白编码序列,使用CUSP、CodonW、SPSS、MAFFT等软件分析密码子偏好性形成模式,并构建聚类树和系统发育树。【结果】5种柏科植物叶绿体密码子的A/T碱基均较多,且第3位以A/T结尾为主;有效密码子数基本高于35,密码子使用偏好性总体较弱;由中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析可得,密码子偏好性的形成同时受自然选择、碱基突变等多种因素影响,且自然选择是主导因素;通过相对同义密码子分析和最优密码子分析确定AAA、CCA、GCU同时为秃杉、水杉、杉木与福建柏的最优密码子,无以G/C结尾的密码子;秃杉与水杉、杉木、福建柏、日本柳杉共有的最优密码子分别为9、7、11、7个,数量上差异较小;基于相对同义密码子使用度与基于蛋白编码序列构建的进化树结构相似,基于全序列和蛋白编码序列构建的系统进化树均显示秃杉与杉木的亲缘关系最为接近。【结论】叶绿体基因组密码子偏好性可用于异砧嫁接中砧木选择方法的优化,杉木与秃杉的亲缘关系相近,推荐使用杉木作为秃杉嫁接的异种砧木。

气候变化下中国珍稀濒危柏科树种潜在适生区分布

【目的】中国珍稀濒危柏科树种是国家重点保护野生植物,预测其在中国未来不同气候情景的潜在适生区分布,以期对树种的管理和保护提供科学依据。【方法】基于13个树种的地理分布信息及37个环境因子数据,利用R语言优化后的最大熵模型(MaxEnt),分析影响其潜在适生区分布的主导环境因子及在气候变化下的响应方式。【结果】1)MaxEnt模型优化后,各树种的AUC值均大于0.9,说明模型预测精度极好;2)13个树种分布范围较为狭窄,除朝鲜崖柏主要分布在东北长白山地区,其余树种主要分布在秦岭-淮河以南地区;3)影响树种分布的主导环境因子依次为:最干月降水量(BIO14,PC=35%)>温度年较差(BIO7,PC=17.1%)>海拔(ALT,PC=9.2%)>等温性(BIO3,PC=8.5%)>坡度(SLO,PC=7.2%)>最冷月最低温(BIO6,PC=5.3%);4)未来气候情景下,随着碳排放浓度增加,巨柏、西藏柏木、翠柏、台湾杉及越南黄金柏总适生区面积呈扩增趋势;水松、崖柏、岩生翠柏、红桧、福建柏、朝鲜崖柏总适生区面积呈缩减趋势;而水杉和岷江柏木在不同气候情景下总适生区面积呈现不同扩增及缩减趋势。【结论】优化后的MaxEnt模型,很好地模拟出珍稀濒危柏科树种对气候变化的响应,各树种的适生区分布多呈不连续分布,建议扩宽其适生区范围,加强对其生境的保护。

几种柏科树种嫩枝扦插的研究

木本植物的插条繁殖至今仍是园林工作者获得良种无性系和培育苗木的重要途径。柏科树种多是珍贵的园林树种,它们的嫩枝插穗生根难易差别很大。本研究探讨了生根难易的生理原因,为提高扦插成活率提供理论依据。

8种柏科植物的精气成分及其生理功效分析

植物的器官和组织在自然状态下释放出的气态有机物称为植物精气。1997-2007年间,测量了湖南、云南、新疆等地的日本扁柏、干香柏、柏木、西藏柏木、侧柏、圆柏、叉子圆柏的精气成分及相对含量;2008年测量了重庆城口崖柏的精气成分及相对含量,并在珠三角地区调查了崖柏精气的医疗保健效果。结果表明：柏木的叶片、木材和林分中均富含对人体有益的萜类化合物,这些化合物有显著的医疗保健功效;同科不同种的柏树精气成分及相对含量不同,各树种由高到低,依次是崖柏45种、圆柏32种、日本扁柏31种、柏木29种、叉子圆柏25种、侧柏24种、干香柏22种、西藏柏木11种;各种成分的相对含量不同,单萜变化范围46.10%-94.49%,倍半萜变化范围1.21%-87.83%,其它萜类0.47%-52.71%。崖柏是世界级的极危物种,叶片含有31种萜类、木材含有35种萜类,崖柏根雕及木屑储藏室的空气中含有33种萜类。柏树精气的医疗保健功能已得到世界公认。

柏科药用植物研究进展

柏科(Cupressaceae)属于裸子植物门松杉纲,具有止血、镇咳祛痰、扩张支气管、抑菌、抗肿瘤、抗氧化等广泛的生物活性,在采用现代科学技术方法的基础上,随着对其活性成分及药理作用研究的深入,柏科植物必将具有更广阔的应用前景。现将近年来国内外学者对柏科的化学成分和药理作用的研究进行文献综述,以期为该科植物资源的进一步研究和开发利用提供较为全面的依据。

黄金柏属——中国柏科一新记录属

报道了中国广西北部石灰岩地区柏科一新记录属——黄金柏属,提供了分布于我国广西的越南黄金柏的详细形态描述及照片。该种原记录仅分布于越南北部石灰岩地区,目前在我国仅见于广西北部的木论国家级自然保护区。

广西翠柏属(柏科)植物小志

订正了广西翠柏属(柏科)植物,确定了广西分布有2种,即翠柏和岩生翠柏,其中分布于广西石灰岩山顶的翠柏属植物为岩生翠柏,该种与翠柏不同在于鳞叶先端钝状或宽钝状,球果宽卵形,具极短的柄,种鳞4,可育种鳞先端弯曲、圆形,表面粗糙,无尖头。最后根据IUCN的评估标准对广西翠柏属植物进行了濒危等级的评估,并提供了两种植物的地理分布信息和野外生态照片。

中国引种的柏科树种概况

自２０世纪以来我国先后从国外引进柏科树种大约５属５２种１１变种，至今保存２属５２种４变种。表现最好且在生产上有较大栽培面积的主要是柏木属、扁柏属和圆柏属的１０余个种：日本扁柏和日本花柏已成为长江中下游各省（区）中高山地带的优良造林树种；墨西哥柏和绿柏已成为我国中亚热带中、低山地区的优良造林树种；铅笔柏在北亚热带和暖温带湿润地区栽培较广；欧洲刺柏和铺地柏在北方一些城市广泛用作园林树种；北美香柏和日本香柏在华东和华中地区常用作绿化树种；罗汉柏在南方部分城市作观赏树种。文章认为，我国对柏科种质资源和保护开发利用重视不够，应当加强优良乡土种类的驯化和国外种类的引进；目前在生产上应用较多的种类，其遗传基础狭窄。

中国西北地区松科和柏科气孔器形态

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。

8种柏科植物叶表皮的扫描电镜观察

为了探讨柏科植物叶的微形态学特征和差异，应用扫描电子显微镜对8种柏科植物叶表皮的微形态特征进行了观察．结果发现，本实验所取8种柏科植物叶的气孔器均为椭圆形，副卫细胞5～7个，气孔器主要分布在叶的近轴面上，在刺形叶的远轴面上无气孔；8种柏科植物的叶表皮细胞上一般覆盖着较厚的角质层和蜡质层，不同种柏科植物的叶表皮具有不同的角质和蜡质纹饰；同种柏科植物同型叶的新叶和成熟叶、绿色叶和白色叶的微特征间也有区别，成熟叶的表皮细胞上角质和蜡质较新叶多；日本花柏白色鳞形叶的气孔分布和蜡质纹饰都有一定的特殊性．不同种柏科植物叶的微特征有较大的差别，可以为柏科植物的分类提供一定的依据．

柏科分类和分布:亚科、族和属

柏科Cupressaceae和杉科Taxodiaceae有许多相似之处,近年来不少分类学家主张把两科合并成广义的柏科。原杉科中的金松属Sciadopitys与两科其他属的差异较大,被提升为单种科Sciadopity-aceae。本文根据球果可育种鳞的位置把柏科(狭义)分为2亚科,即上部种鳞不可育的柏木亚科Cupres-soideae和上部种鳞可育的澳洲柏亚科Callitroideae。综合其他形态学和解剖学证据,柏木亚科又分4族,即柏木族Cupresseae(包括:柏术属Cupressus、杂交柏属×Cupressocyparis、扁柏属Chamaecyparis和福建柏属Fokeinia)、侧柏族Thujopsideae(包括:崖柏属Thuja、罗汉柏属Thujopsis和侧柏属Platycladus)、圆柏族Junipereae(包括:圆柏属Juniperus和海参威柏属Microbiota)以及香漆柏族Tetraclineae(包括:翠柏属Calocedrus和香漆柏属Tetraclinis)。澳洲柏亚科又分3族,即澳洲柏族Actinostrobeae(包括:西澳柏属Actinostuobus、澳洲柏属Callitris、智利柏属Fitzroya和杉叶柏属Neocallitropsis)、南非柏族Widdring-toneae(包括:白智利柏属Pilgerodendron、塔斯曼柏属Diselma和南非柏属Widdringtonia)以及甜柏族Libocedreae(包括:甜柏属Libocedrus、巴布亚柏属Papuacedrus和南美柏属Austrocedrus)。柏科21个属的地理分布可划分为5种类型,即:(

五种柏科植物挥发油成分的GC-MS分析

柏科植物是园林绿化中常用的常绿树种,具有种数多、分布广的特点。该研究采用水蒸气蒸馏法提取5种柏科植物叶片中的挥发油,利用气相色谱—质谱(GC-MS)与计算机检索联用技术对其化学成分进行分析和鉴定,并用面积归一法测定各组分的相对含量。结果表明:用水蒸气蒸馏法提取柏科植物挥发油得油率较高,除偃柏外4种柏树的得油率都在0.5%以上;5种柏科植物挥发油中共检测出了80种萜类物质,其中日本花柏中萜类物质最多含有54种,日本扁柏次之含有51种,柏木含有47种,线柏含有42种,偃柏则只含有35种;挥发油中含量较高的成分有乙酸龙脑酯、α-蒎烯、3-蒈烯、D-柠檬烯、松油烯4-醇、桧烯和萜品油烯等,一些植物还含有龙脑、β-月桂烯、石竹烯、β-紫罗兰酮和Verticiol等一些重要的药用成分;柏科植物挥发油具有成分及相对含量差异大、成分较简单、化合物种类以萜烯类为主的特点。研究结果可为进一步开发利用柏科植物资源提供理论依据。

南水北调渠首地区柏科古树资源调查及其保护对策研究

古树是非常宝贵的不可再生的自然资源。此研究对南水北调渠首地区柏科古树资源进行较全面地调查研究,查清了该地区柏科古树的资源数量及生态状况。在此基础上,结合该地区的自然条件系统分析研究南阳柏科古树的资源特征,对重点柏科古树的分布状况、立地条件、形态特征、生长状况、古树文化、保护现状和对策进行了深入研究。

杉科、柏科的系统发生分析——来自28SrDNA序列分析的证据

对杉科(Taxodiaceae)与柏科(Cupressaceaes.s.)的28SrRNA基因的部分序列(约630bp)进行PCR扩增、序列测定和系统发生关系分析,用简约法和邻接法构建的系统发生树基本一致。结果表明,杉科与柏科构成一个单系群,支持将杉科、柏科(Sciadopitys除外)合并为一个科———广义柏科(Cupressaceaesensulato)的观点。在广义柏科中,Taiwania、Athrotaxis分别形成一支系;Metasequoia、Sequoia、Sequoiadendron关系较近,聚成一支系;Taxo dium、Glyptostrobus、Cryptomeria聚成一支系;柏科聚成一支系。这一分析结果与叶绿体基因序列的分析结果相吻合,但是由于28SrRNA基因的进化速率较慢,尚不能分辨上述各个支系之间的系统演化关系。

杉科、柏科的系统发生关系研究进展

杉科、柏科是松柏类裸子植物中的重要类群,其系统分类研究一直是裸子植物的研究热点之一.但是杉科与柏科之间及其内部各属之间的系统发生关系却一直存在争议.一般认为杉科、柏科单独成科.近年来的分子系统学及分支系统学研究结果证实:除了金松属以外,杉科和柏科为一单系群,应合并为一个科Cupres-saceae sensu lato（广义柏科）,其主要分支类群的系统发生关系也已经基本确立,而金松属则单独成立金松科.

三种柏科植物的核型分析

分析了柏科台湾翠柏Ｃａｌｏｃｅｄｒｕｓｍａｃｒｏｌｅｐｉｓｖａｒ．ｆｏｒｍｏｓａｎａ、厚皮松Ｊｕｎｉｐｅｒｕｓｄｅｐｐｅａｎａ和红桧Ｃｈａｍａｅｃｙｐａｒｉｓｆｏｒｍｏｓｅｎｓｉｓ的核型。它们的根尖体细胞染色体都为２ｎ＝２２，核型公式分别是Ｋ（２ｎ）＝２２ｍ（２ＳＡＴ），２２ｍ（２ＳＡＴ）和２０ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｍ，染色体相对长度组成分别为２ｎ＝２２＝６Ｍ２＋１６Ｍ１，２Ｌ＋６Ｍ２＋１４Ｍ１和４Ｌ＋６Ｍ２＋１０Ｍ１＋２Ｓ，均属１Ａ类型。前２种植物的核型为首次报道。论文还讨论了有关细胞分类学问题。

柏科四种植物次生韧皮部的比较解剖

在光学显微镜下，比较观察了四种柏科植物茎次生韧皮部的结构，主要结果：１） 柏科植物茎次生韧皮部轴向系统由筛胞，韧皮部薄壁细胞，韧皮纤维（有些种有径向片）组成，径向系统为射线，各组成细胞以单层呈切向带相间排列；２） 根据径向片的有无，纤维细胞种类及树脂道的类型可将侧柏亚科的侧柏与圆柏亚科的其它三个种区分开；３） 圆柏亚科的次生韧皮部中树脂道的形成方式与通常的不同，由已成熟的韧皮部薄壁细胞围合而成；４）

广义柏科主要分类群起源时间的推测

通过构建分子钟对广义柏科主要分类群的起源时间进行了探讨。采用相对速率检验法分析广义柏科matK、rbcL进化速率的稳定性 ,结果显示rbcL的非同义替代速率只在Pinaceae与Taxodiaceae的分类群及柏科北半球的支系 (Cupressoideae)之间通过相对速率检验 ,而Pinaceae与柏科南半球分支 (Cal litrodeae)之间没有通过相对速率检验。matK基因的非同义替代速率在Pinaceae与广义柏科的所有分类群之间通过相对速率检验。根据通过相对速率检验的分类群之间的遗传距离和基因进化速率 ,计算它们发生分歧的时间。据此推测 ,杉科的主要分类群Taiwanioideae、Athrotaxidoideae、Sequoioideae与其他分支发生分歧的时间均在侏罗纪 ,支持现存杉科在侏罗纪就已经建立起来的观点 ;Cupressaceae (s.s.)的两个支系 (亚科 )发生分歧的时间在 1 2 4Ma之前 ,相当于早白垩世早期 ,可能由于南北古大陆的完全分离 ,其祖先居群被分隔成两个亚群 ,随后各自演化为不同的支系。Callitrodeae、Cupressoideae各属发生分歧的时间也均在白垩纪 ,表明Cupressaceae (s.s.)

柏科的细胞分类学研究

柏科Ｃｕｐｒｅｓａｃｅａｅ含１１５～１２５（－１５０）种，隶２０（－２２）属，广布于两半球。该科迄今已有１４属５５种植物作过核型分布析。分别以平均臂比和染色体长度比为纵、横座标的各植物核型座标点的相对位置可以反映出它们的进化趋势及相互亲缘关系。南、北半球代表植物的座标点可被一直线分开而仅有少数例外。根据核型资料，提出一个柏科细胞分类新系统（暂包括已有核型资料的属，见英文摘要末）。该系统也得到形态学、胚胎学和古植物学等资料一定程度的支持。

柏科植物的康体保健功效

文章主要讨论柏科植物释放的植物精气对人体的康体保健功效,为崖柏及其相关产品的开发利用提供了科学依据。