吳采蓉¹、林其駿¹、曲芳華^{1, *}

¹ 國立臺灣大學森林環境暨資源學系。10617 臺北市大安區羅斯福路四段一號。

^* 通訊作者：fhchu@ntu.edu.tw

雙萜類化合物 (diterpenoid) 是一種由四個 isoprenyl units 所組成的 C20 化合物，通常以 geranylgeranyl diphosphate (GGPP) 作為前驅物，經雙萜類合成酶 (diterpene synthases, diTPSs) 催化而來。在自然界中，目前已知的雙萜類化合物約有 12,000 種，被認為是一種古老且非常多樣化的代謝物。在植物中，雙萜除了作為植物不可或缺的植物賀爾蒙、生長調節劑、光合色素等等初級 (primary) 代謝的前驅物，也會被催化成特殊 (specialized) 代謝物或又稱為二級 (secondary) 代謝物的雙萜類，雖不會直接影響植物生長發育，但在植物對環境、天敵、植物間的交互作用中扮演重要的角色。雙萜合成酶隨著植物的演化，歷經基因複製、結構域喪失等事件，而這些事件導致了針葉樹中松科 (Pinaceae) 與柏科 (Cupressaceae) 的雙萜合成酶除了在系統發育分析 (phylogenetic analyses) 中形成不同的分群，松科中參與二級代謝的雙萜合成酶也從多為單一的雙功能class I/II 雙萜合成酶，轉變為需要單功能的class II 及 class I 兩個雙萜合成酶。為探討針葉樹中雙萜合成酶的演化進程，本研究以廣泛存在於針葉樹中的 levopimaradiene synthase 為研究對象，並首次選殖出臺灣扁柏 (Chamaecyparis obtusa var. formosana) 以及日本扁柏 (Chamaecyparis obtusa) 之 levopimaradiene synthase，整合前人研究繪製演化樹，分析各物種中 levopimaradiene synthase 胺基酸序列以及內含子核酸序列個數的差異，也為臺灣柏科植物提供演化之分子證據。