茉莉酸和乙烯对巴西橡胶树橡胶生物合成的拮抗作用

基于乙烯利(一种乙烯释放剂)刺激采胶可以显著增加每刀次的胶乳产量,以往认为橡胶生物合成主要受乙烯正调控。基于茉莉酸信号在促进植物次生代谢物质的生物合成中所起的关键作用,茉莉酸信号也被认为在天然橡胶生物合成的正反馈调节中起作用。最近的研究表明,割胶促进橡胶树合成天然橡胶与激活乳管细胞的茉莉酸信号途径密切相关。然而,茉莉酸信号途径和乙烯信号途径在橡胶生物合成调控过程中是否存在交互作用仍然不清楚。为此,本研究用茉莉酸甲酯和乙烯处理短期停割树,以13C-MVA为底物测定全胶乳和小橡胶粒子的体外橡胶生物合成效率,用q PCR技术分析茉莉酸甲酯和乙烯处理条件下4个茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb MYC1、Hb MYC2,4个乙烯-响应元件结合因子(ERFs)基因Hb ERFⅢa、Hb ERFⅦa、Hb ERFⅨc、Hb ERFⅩa,4个橡胶生物合成关键蛋白基因Hb HMGR1、Hb SRPP1、Hb REF1、Hb HRT2在萌条乳管细胞中的表达。结果表明:外源茉莉酸甲酯处理显著上调橡胶树乳管细胞中茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb MYC1、Hb MYC2和橡胶生物合成关键蛋白基因Hb HMGR1、Hb SRPP1、Hb REF1、Hb HRT2的表达水平,促进橡胶生物合成,但对乙烯-响应元件结合因子基因Hb ERFⅢa、Hb ERFⅦa、Hb ERFⅨc、Hb ERFⅩa的表达影响甚微,甚至抑制它们的表达。相反,外源乙烯处理显著上调橡胶树乳管细胞中乙烯-响应元件结合因子基因Hb ERFⅢa、Hb ERFⅦa、Hb ERFⅨc、Hb ERFⅩa的表达水平,但对茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb MYC1、Hb MYC2和橡胶生物合成关键蛋白基因Hb HMGR1、Hb SRPP1、Hb REF1、Hb HRT2的表达影响甚微,甚至抑制它们的表达,抑制橡胶生物合成。结果证明了茉莉酸和乙烯对巴西橡胶树橡胶生物合成的拮抗作用,将为阐明茉莉酸信号和乙烯信号的增产机理供理论依据。

巴西橡胶树查尔酮异构酶HbCHI基因家族的鉴定和基因功能初步验证

为了研究查尔酮异构酶(CHI)对橡胶树叶片发育过程中黄酮类化合物合成的影响,本研究利用CHI的功能域Chalcone(PF02431)鉴定橡胶树查尔酮异构酶Hb CHI基因家族成员,分析其蛋白序列理化性质、保守结构域、保守基序和系统进化树分析;利用qRT-PCR分析Hb CHI在橡胶树叶片发育过程中的表达模式;利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术分析Hb CHI2影响植物黄酮合成的功能。结果表明:从橡胶树基因组数据库中鉴定获得9个HbCHI基因家族成员(HbCHI1~HbCHI9),其编码的蛋白质包含177~474个氨基酸,等电点为5.1~9.52,主要为亲水蛋白;大部分HbCHI含有1~3个数量不等的基序,只有HbCHI1含有6个保守基序(motif1~motif6);系统进化分析显示,HbCHI1~HbCHI4是Ⅰ型CHI,HbCHI6~HbCHI9表现出脂肪酸结合位点,是Ⅲ型CHI,HbCHI5是Ⅳ型CHI;橡胶树HbCHI基因家族的相对表达量检测结果均表现出从小古铜期到成熟期先下降后上升的趋势,其中在淡绿期时的相对表达量最低,且总黄酮含量与CHI基因相对表达量变化趋势一致;相关性分析表明HbCHI2表达量与黄酮含量相关性最高,皮尔逊系数为0.97;在烟草中过表达HbCHI2促进了本氏烟草中类黄酮的生物合成,增加了叶片的总黄酮含量,是对照的2.13倍。本研究结果表明HbCHI2基因正调控橡胶树叶片中类黄酮生物合成。

橡胶树GT1和RRIM600的叶片结构及与白粉病抗性的相关性

橡胶树RRIM600和GT1品种是天然橡胶产业两个重要的橡胶品种,GT1品种抗寒、抗病,RRIM600为高产品种,但抗旱性和抗病性较差。为弄清这两个橡胶品种的叶片结构及其与白粉病抗性的相关性,采用石蜡切片法和显微观察方法,对RRIM600和GT1叶片进行解剖结构特征观察。结果表明:GT1的蜡质含量高于RRIM600,橡胶树的蜡质层形成一个屏障阻碍病原菌的入侵;两个品种的气孔数量、面积、密度等差异不明显,说明GT1和RRIM600的气孔与抗病性无相关性;橡胶树叶片厚、叶肉厚、结构疏松度大、海绵组织厚和上表皮薄可能更有利于白粉病菌侵染。蜡质含量与橡胶树白粉病抗性存在一定的相关性,而叶片的组织结构、气孔结构等特征对白粉病抗性的影响较小。

橡胶树体胚苗质量调查与分析

天然橡胶是我国重要的战略物资和工业原料,主要来源于橡胶树。橡胶树生长周期长,其苗木质量直接影响天然橡胶产业的发展,橡胶树体胚苗在前期研究中表现一致性好,且具有速生、高产的优势。海南省天然橡胶新型种植材料创新基地是当前规模生产的橡胶树体胚苗的基地,现生产品种有热研73397和热研917。本研究分析比较了热研73397体胚试管苗在2018—2020年间的株高、茎粗、叶片数、主根长等指标的差异性,比较了2020年2个品种各指标的差异性,并对不同年份不同品种进行分级比较,以期阐明橡胶树体胚苗规模生产的情况。结果表明:(1)2018—2020年,热研73397的株高、茎粗、叶片数、主根长度在各区间的比例相当;株高、叶片数、主根长度在3 a间的差异不显著;茎粗在2018和2019年之间差异显著,且3 a均值均在2.00 mm以上,最大值和最小值的差值仅为0.09 mm。(2)2020年,热研73397和热研917体胚苗的株高一致,均值均为8.0 cm,且大部分集中在5.0~10.0 cm,分别占66.13%、66.91%;热研73397和热研917的茎粗范围分别为0.80~4.23 mm、1.13~3.73 mm,均值分别为2.11 mm和2.18 mm,2个品种的茎粗在1.50~3.00 mm之间高度集中,分别占85.94%、83.82%;热研73397和热研917叶片数范围分别为0~6片和1~4片,2个品种叶片数绝大多数为1~3片,分别占88.82%、96.32%,其中热研917叶片数为2片的占比高达52.94%;热研73397的主根长度均值为9.5 cm,而热研917的为9.1 cm,2个品种的主根长度多数集中在8.0~12.0 cm之间,分别占74.12%、79.41%;方差分析结果表明,2020年2个品种的株高、茎粗、叶片数差异不显著,主根长度差异显著(P<0.05)。(3)2018—2020年调查的橡胶树体胚苗中,不同年份不同品种的橡胶树体胚苗,一级苗比例为19%~22%,二级苗比例为56%~62%。据此,规模化生产橡胶树体胚试管苗质量稳定,为橡胶树体胚苗生产工艺的推广应用提供参考。

5个橡胶树品种苗期冬季光合生理特性变化研究

选取热垦525、云研77-4、GT1、IAN873和热研8-79等5个橡胶树无性系品种的一年生苗木为试材,分析比较不同品种在自然越冬过程中叶片的SPAD值和光合生理参数的变化情况。结果表明:5个橡胶树品种在越冬过程中叶片的SPAD值、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(Tr)及气孔导度(Gs)等参数均呈“下降”趋势;热研8-79的SPAD值、P_(n)、叶片瞬时水分利用效率(WUE_(i))及瞬时羧化效率(ICE)等参数均显著低于另外4个品种;热垦525和IAN873两个品种所测参数均略低于云研77-4,且两个品种间差异不显著。综合来看,云研77-4在整个越冬过程中的SPAD值、P_(n)、WUE_(i)和ICE均处于较高水平,且其WUE_(i)和ICE在整个越冬过程中下降幅度不大,表明其苗木具有较强的耐低温和干旱能力,同时云研77-4叶片脱落较晚,建议可以延长云研77-4冬季的割胶时长。

不同培育方式对橡胶树实生苗生理指标、养分及长势的影响

橡胶树(Hevea brasiliensis)种子催芽生长一般使用沙床培育,沙子是不可再生资源,为了选择一种适合橡胶树种子培育方式来替代对沙子的依赖,该研究通过水培、悬空培育和传统的沙培比较橡胶树实生苗第1蓬叶稳定时,苗木的生长势、生理指标及养分含量。结果表明,水培实生苗地上部株高、茎粗、叶面积的长势最佳,壮苗指数和生物量的含量最高,但其根太长,根相对较细。水培的叶、茎、根的可溶性糖、丙二醛、游离脯氨酸、超氧化物歧化酶的含量均较低;水培和悬空培育的叶片和茎的叶绿素、类胡萝卜素及根系活力的含量没有显著性差异,均高于沙培。水培的叶、茎、根中的氮和磷含量最低,沙培的最高;而水培实生苗根和茎中钾的含量较高,叶片中含量与悬空培育、沙培均没有显著性差异;悬空培育在叶、茎、根中钾的含量最低。水培促进了苗木的生长,降低干旱胁迫,提高养分利用率,但后续还需调控根系,建设良好根团。悬空培育的苗木长势较弱,还需进一步完善方法。

控释尿素与普通尿素配施对橡胶树叶片和胶乳养分及产量的影响

为了明确控释尿素与普通尿素配施在橡胶树上的应用效果,通过2年田间试验,研究了减氮条件下控释尿素与普通尿素不同比例配施对橡胶树产量、叶片和胶乳矿质养分及土壤氮含量的影响,为橡胶树栽培管理中合理施氮提供技术支撑。结果表明:控释尿素与普通尿素配施可提高橡胶树干胶产量和叶片氮含量,与常规施肥相比,橡胶树干胶产量增幅为16.28%~39.13%(2021年)和7.94%~9.69%(2022年),叶片氮含量增幅为10.54%~19.17%(2021年)和10.24%~21.50%(2022年),控释尿素与普通尿素配施处理叶片氮含量均处于正常值以上。控释尿素与普通尿素配施还能够增加胶园肥穴土壤碱解氮含量,较常规施肥增加了11.27%~80.36%。控释尿素与普通尿素配施比例为50∶50时,橡胶树干胶产量(2022年)、叶片氮含量(2021—2022年)和土壤碱解氮含量(2021—2022年)均显著高于常规施肥。综上所述,在本试验条件下,控释尿素与普通尿素配施比例为50∶50能够获得较高的干胶产量,可改善叶片营养状况,维持土壤氮水平,有利于实现橡胶树施肥管理的绿色协同增效。

橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库构建及HbHDA6互作蛋白筛选

次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究中,我们发现组蛋白去乙酰化酶(HDA)抑制剂曲古抑菌素A(TSA)能诱导橡胶树乳管分化且组蛋白去乙酰化酶基因(HbHDA6)能够参与橡胶树乳管分化调控。由于组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制尚未阐明,因此该文使用冠菌素(COR)诱导橡胶树形成层分化产生次生乳管的实验系统,以分离形成层组织为材料,构建酵母双杂交cDNA文库,以HbHDA6基因为诱饵来筛选酵母双杂交文库,确定与HbHDA6相互作用的蛋白。结果表明:(1)利用Gateway技术构建的均一化COR诱导橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库,初级文库的容量为6.34×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.27×10^(7),文库重组率为100%;次级文库的容量为7.72×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.54×10^(7),文库重组率为100%。初级文库和次级文库的插入片段平均长度分别为1.1 kb和1.2 kb。(2)成功构建了筛选HbHDA6互作蛋白的pGBKT7-HbHDA6诱饵载体,并确认无自激活活性。(3)使用该诱饵载体对构建的酵母双杂交cDNA文库进行筛选,并通过NCBI_BLAST比对和去除重复以后,获得了22个与HbHDA6发生互作的蛋白,包括CLP1、ERF3、ERF4、HSP82、LARP6a、APT5、PP2A、FBA6等。该研究成果为解析组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制提供了理论基础,为转基因改良橡胶树的产胶潜力提供了候选基因,为高性能天然橡胶遗传改良育种提供了新线索。

海南热研73397等5个橡胶树品种全年割胶周期生胶质量变化

天然橡胶的质量和性能与橡胶树品种、割胶生产、气象、物候等遗传和环境因素密切相关。为了探明橡胶树不同品种之间及4—12月全年割胶周期内生胶质量的差异与变化规律,本研究分析比较了PR107、RRIM600、热研917、热研73397和热研879等5个橡胶树品种胶乳所制备生胶的质量,并分析了各品种5月份胶乳所制备生胶的硫化特性和硫化胶的力学性能。结果表明:5个橡胶树品种生胶的门尼黏度值、氮(蛋白质)含量、挥发物含量、P0和PRI值等在4—12月全年割胶周期内表现出增加或下降的趋势,这些质量指标既反映出橡胶树品种间的基因型差异,又表现出受气象等环境因素变化的影响。其中,4个品种12月生胶的蛋白质含量均超过3.0%;热研917混炼胶的硫化特性与其他4个品种有明显差异;在S/2 d/3割制下,热研879硫化胶的拉断伸长率和拉伸强度最小。本研究结果一方面有助于指导橡胶树品种选育和割胶生产,另一方面也可以为高性能天然橡胶生产加工提供科技支撑。

橡胶树品种热试11-107比较试验初报

国外品种的引进和适应性评价在推动我国橡胶树发展上发挥重要作用。本研究以引进印度尼西亚橡胶树品种热试11-107为材料,参照育种技术规程布置品种比较试验,并对其茎围生长量、干胶产量、产排胶特性、天然橡胶质量等进行综合评价。结果表明:热试11-107开割前年均茎围增粗7.6 cm,开割后年均增粗3.0 cm,速生特性明显;开割前5年平均刀次干胶产量为58.41 g,干胶含量为33.37%,均显著优于对照品种RRIM600;热试11-107品种树皮中乳管列数多,排胶初速度快,堵塞指数低,硫醇含量显著高于对照,蔗糖含量与对照相当,具有良好的产排胶特性,产胶潜力大,且寒害适用能力较好。热试11-107天然橡胶分子量大,灰分含量高,塑性初值高,硫化胶的拉伸强度大,撕裂强度大,物理机械性能好。因此,热试11-107综合性状较好,适应我国植胶环境,可在Ⅰ类植胶区扩大试种。

冠菌素诱导橡胶树次生乳管分化的形成层细胞CUT&Tag文库构建和初步分析

CUT&Tag技术是一种研究蛋白质-DNA互作的新方法,使用超高活性的新型pG-Tn5转座酶,在抗体引导下精准靶向切割目的蛋白附近的DNA序列,从而进行cDNA建库和测序分析。此技术在人类和动物研究中应用广泛,由于植物细胞结构特殊,该技术在植物研究中应用较少。在前期研究中,我们发现组蛋白乙酰化修饰参与茉莉酸诱导橡胶树次生乳管分化的调控,但其分子机制尚未阐明。本研究利用冠菌素(COR)诱导橡胶树萌条维管形成层分化次生乳管的实验系统,通过酶解法获取高质量的形成层区细胞原生质体,使用组蛋白H3乙酰化修饰抗体对次生乳管分化过程中发生组蛋白乙酰化修饰的区域进行原位识别,采用CUT&Tag技术成功构建COR处理橡胶树树皮形成层细胞的cDNA文库。对构建cDNA文库进行质检和测序分析,发现文库质量较好,并通过差异基因的GO和KEGG富集分析,发现生长素、类黄酮代谢和蛋白质泛素化等相关基因得到富集。本研究结果为使用CUT&Tag技术构建植物组织的cDNA文库提供操作方法,为解析组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制提供理论基础。

6个橡胶树新品种在德宏州的区域性试验研究

为筛选出适宜德宏植胶区的橡胶树新品种,引进了热研879、热垦628、热研73397、IAN873、热垦525、湛试32713这6个橡胶树新品种,在瑞丽市进行生产性试种,并对引进品种的茎围、产量、干胶含量、死皮率、抗寒性等指标进行了评价。结果表明:(1)开割前热垦628、热研73397、IAN873的茎围增粗表现较好,第8年达开割标准;开割后湛试32713,热垦628、热研73397和热垦525的茎围平均净增粗较高、速生特性好。(2)平均株次干胶产量表现为热研879极显著高于对照,热垦628显著高于对照;单位面积干胶产量以热垦628与热研879较高,均与对照之间差异极显著;热垦628的平均干胶含量较低,显著低于对照,其他品种与对照之间差异不显著。(3)死皮率表现为热垦628>湛试32713>IAN873>热研879>热研525>云研77-4(CK)>热研73397,4、5级死皮率表现为热垦525>热垦628>热研73397>IAN873>热研879>湛试32713>云研77-4(CK)。(4)热垦628和湛试32713的抗寒性表现较好,IAN873、热研879和热垦525的抗寒性表现较差。鉴于6个橡胶品种在德宏州种植的综合表现,立地环境较好林段可优先选择种植高产品种热研879,以往有轻微寒害发生的林段可选择高产抗寒品种热垦628。

橡胶树热垦525胚性悬浮细胞系的建立及其胚性能力的维持

易碎胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系都是基因工程和细胞工程的理想受体材料。然而橡胶树(Hevea brasil-iensis)易碎胚性愈伤组织诱导频率低、耗时长,且其胚性能力通常随继代次数的增加而下降甚至完全丧失,限制了相关研究的持续开展。因此,快速获得易碎胚性愈伤组织,建立具有高效体胚发生能力的胚性悬浮细胞系,并尽可能较长时间维持其胚性能力是当前橡胶树基因工程和细胞工程研究的重要内容。本研究以橡胶树热垦525未成熟花药为外植体进行愈伤组织的诱导和胚性悬浮细胞系的建立,分析比较固液2种长期继代方式对维持其胚性能力的影响。结果表明:花药外植体在愈伤诱导培养基中获得的黄色致密初代愈伤组织体胚发生能力低,分散性差,不适合进行悬浮培养。将初代愈伤组织转移至胚性愈伤组织诱导培养基中培养70~80 d后,可观察到有胚性结构的形成和早期体细胞胚发生,同时周围长出鲜黄色小颗粒状易碎胚性愈伤组织。通过常规方法建立的Ⅰ型胚性悬浮细胞系具备胚性细胞的典型特征,体胚发生能力显著高于胚性愈伤组织,但在体胚发生过程中容易重新愈伤化;而通过筛选特定形态的胚性愈伤组织低密度启动悬浮培养建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系,在显微镜下可观察到细胞处在有序的胚性结构中,其体胚发生频率可达100%。在含2 mg/L2,4-D的液体培养中持续继代2 a后细胞明显老化且增殖缓慢,体胚发生能力几近丧失;而在去除2,4-D并添加低浓度脱落酸(0.1 mg/L)和水解酪蛋白(0.5 g/L)的固体培养基上持续继代2 a后,体胚发生能力仍能维持在较高水平。所建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系可为橡胶树遗传转化及原生质体培养等相关研究长期提供优质充足且状态相对稳定的材料来源。

巴西橡胶树大、小橡胶粒子在乙烯调控天然橡胶合成中的作用分析

巴西橡胶树(Heveabrasiliensis)是重要的产胶植物,胶乳中的橡胶粒子(RP)是合成天然橡胶的重要细胞器,但其响应外源乙烯刺激调控天然橡胶合成的具体机制还不清楚。为了明确不同大小RP在此过程中的作用,本研究通过分离外源乙烯刺激后胶乳中不同直径的RP,并与对照组进行差异蛋白质组学分析。结果发现:在直径较大的大橡胶粒子(LRP)中鉴定出响应乙烯刺激差异蛋白37个,分别参与天然橡胶合成、糖酵解/糖异生、碳代谢及氨基酸生物合成等代谢通路,其中包含4个REF/SRPP家族成员;在直径较小的小橡胶粒子(SRP)中鉴定出56个差异蛋白,分别参与内质网中的蛋白质加工、内吞及剪接体等代谢通路,其中包含5个REF/SRPP家族成员。关键差异蛋白REF138具有较多等电点(pI)和分子量不同的蛋白亚型,LRP中低于标准等电点(4.80)的REF138亚型响应乙烯刺激积累减少,高于标准等电点的REF138亚型响应乙烯刺激积累增加;与LRP不同,SRP上有更多的REF138亚型响应乙烯刺激发生变化,具有标准分子量(14.7kDa)的REF138亚型响应乙烯刺激积累增加,高于标准分子量的亚型响应乙烯刺激积累减少。针对关键差异蛋白的互作蛋白功能分析发现,REF/SRPP家族成员REF138、REF175、REF258、SRPP117及SRPP204间存在相互作用,可能形成蛋白复合体结合在RP上。除REF/SRPP家族成员外,REF138的互作蛋白主要参与剪接体及内吞代谢通路,REF258的互作蛋白主要参与脂代谢过程与次生代谢产物合成调控。综上,通过对LRP及SRP上响应乙烯刺激差异蛋白及其互作蛋白的功能分析初步揭示了LRP和SRP响应外源乙烯刺激调控天然橡胶合成的代谢调控机制。

橡胶树大筒苗培育方法VII.遮阴率的筛选

为了解不同遮阴环境下橡胶树(Hevea brasiliensis)大筒苗的生长及光合特性,明确大筒苗生长的适宜光照环境,以小苗芽接苗和组培苗为胚苗的橡胶树大筒苗为材料,设置5个遮阴处理:CK(全光照),S60、S70、S80和S90(分别为60%、70%、80%、90%遮阴率),观测其出圃时的生长指标和光合参数变化情况。结果表明,不同遮阴率对橡胶树大筒苗的生长、光合参数及出圃时顶蓬叶的叶面积和叶绿素相对含量均有极显著影响,且2种胚苗间差异显著。大筒苗的壮苗指数随遮阴率的增加呈现先增后降的趋势;与全光照相比,遮阴显著影响大筒苗的出圃率,但对定植成活率的影响较小;胚苗类型与遮阴处理的交互作用明显。全光照和过度遮阴(S90)均会明显抑制大筒苗的生长,不同胚苗的大筒苗最适遮阴率不同,小苗芽接苗大筒苗在S60、组培大筒苗在S80下的生长表现最好。因此,橡胶树大筒苗培育时应根据不同的胚苗类型选择适宜的遮阴措施。

巴西橡胶树胶乳底部成分中影响胶乳凝固的脂质成分分析

巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳底部成分生物膜(包括黄色体和Frey-Wyssling复合体)的生物化学组成(膜脂与膜蛋白)变化可能影响排胶过程中的胶乳凝固和乳管切口的堵塞速度,进而阻止排胶并降低产量。本研究旨在发现底部成分中影响胶乳稳定性/凝固速度的脂质种类。选取胶乳快速凝固和正常速度凝固2种橡胶树,采用液质联用技术(正、负离子2种检测模式),对2种胶乳底部成分的脂质进行定性和定量分析,获得差异脂质信息。正常排胶树胶乳底部成分中,磷脂酰乙醇胺是丰度最高的甘油磷脂亚类(负离子模式下约占总脂的22%,正离子模式下约占总脂的5.9%),高于磷脂酰胆碱(正离子模式下约12%,负离子模式下约4%);磷脂酸有较高丰度(正离子模式下约4%,负离子模式下约12%),与磷脂酰胆碱相当;心磷脂在底部成分中丰度较高(约6%,负离子模式),可能存在于Frey-Wyssling复合体中。胶乳易凝橡胶树底部成分心磷脂显著下降(降至约3.4%,负离子模式)。底部成分的磷脂占比在31%~56%之间,中性脂占35%~54%,糖脂仅占1%~2%。底部成分存在丰度和数量较高的非双层磷脂,即磷脂酰乙醇胺、磷脂酸和心磷脂,显示胶乳底部成分的高度动态性质。易凝胶乳心磷脂的大幅下调可能影响底部成分的稳定性,进而影响胶乳凝固、乳管堵塞和排胶。本研究关于底部成分高丰度非双层磷脂的发现,为胶乳凝固、乳管堵塞机制的研究提供新视角。

橡胶树CRISPR/Cas9编辑植株出现预期表型的突变阈值

本课题组前期在橡胶树原生质体中分别实现了基于CRISPR/Cas9-RNP及质粒介导的瞬时转化基因编辑,并以HbPDS基因为靶标,在橡胶树愈伤组织中实现了农杆菌介导的稳定转化基因编辑,并获得了出现白化表型的愈伤组织,但由于橡胶树愈伤诱导体胚的技术还不稳定,导致未能获得基因编辑植株。为了获得橡胶树基因编辑幼苗,本研究继续以HbPDS基因为靶标,改用橡胶树体胚为侵染受体,开展农杆菌介导的遗传转化,经潮霉素抗性筛选获得增殖的T_0代抗性体胚,通过Cas9基因分子检测共挑选出116个阳性转化体胚,通过对靶点处的测序检测发现有5个胚块发生了基因编辑,编辑效率为4.3%。通过植株再生程序,获得了2株再生植株,表型观测均是嵌合体,表现为同一编辑植株上同时存在绿色及白化叶片。同时取白化叶片和绿色叶片进行高通量测序,发现二者均已发生了基因编辑,除了1个白化叶片发生了纯合双等位突变之外,其余叶片均为嵌合突变。其中,白化叶片编辑细胞的占比介于86%~100%之间,而绿色部位编辑细胞所占比例介于66%~69%之间,说明橡胶树CRISPR/Cas9编辑植株出现预期表型的突变阈值高于69%,介于70%~85%之间,为今后创制有表型的橡胶树基因编辑幼苗提供理论指导。同时,本研究证明了T_0代转化体胚及其获得的再生植株嵌合比例太高,不宜作为植株再生的材料,为今后通过对T_0代阳性体胚进行继代获得T_1代纯合体胚,并以T_1代体胚为转化受体获得纯合基因编辑植株提供思路。本研究首次公开报道获得了橡胶树基因编辑植株,尽管是嵌合植株,但也增进了对CRISPR/Cas9在橡胶树中作用的理解,为下一步在橡胶树中改进并应用基因编辑技术奠定基础。

橡胶树优良新品种云研80-1983选育报告

抗寒、高产一直是我国云南植胶区的核心育种目标。以高产、速生和抗逆为育种目标,通过人工杂交筛选出优株,经苗圃系比、高级系比及抗性试验的系统鉴定,结果表明,云研80-1983是一个速生、高产、早熟的橡胶树优良品种,可提早0.5~1 a开割,在高级系比区,植后第7年100 cm处茎围达52.7 cm,为RRIM600茎围(43.0 cm)的122.6%;第1~13割年干胶单株和单位面积产量分别为4.3 kg/株、1622.7 kg/hm^(2),分别为RRIM600干胶单株和单位面积产量(3.3 kg/株、1324.8 kg/hm^(2))的130.3%和122.5%。抗寒能力与RRIM600相当,弱于GT1和云研77-4,推荐在云南低海拔轻寒植胶区种植,该品种的育成为云南等植胶区优化品种结构,提高单位面积产量及产值提供了品种支撑。

橡胶树白粉病拮抗放线菌的筛选及田间防效评价

为筛选对橡胶树白粉病菌具有拮抗作用的生防放线菌,本研究从云南省主要植胶区橡胶树根际土壤中分离放线菌,以橡胶树主要病害病原菌为靶标菌,采用平板对峙培养法初步筛选出1株抑菌效果良好的放线菌菌株,命名为DL5C,其对橡胶树尖孢炭疽菌Colletotrichum acutatum、胶孢炭疽菌C.gloeosporioides、橡胶树白根病病菌Rigidoporus lignosus、橡胶树褐根病病菌Phellinus noxius的抑菌率分别为58.35%、60.97%、60.03%、74.00%;DL5C菌株发酵滤液对橡胶树白粉病菌Oidium heveae孢子萌发的抑制率达72.40%;田间试验结果表明,处理7 d后,DL5C菌株发酵液对橡胶树白粉病的相对防效为80.93%。通过菌株形态特征、培养特征、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析,放线菌菌株DL5C被鉴定为不吸水链霉菌Streptomyces ahygroscopicus。

中国橡胶树北移栽培研究的历史考察

以20世纪50-80年代中国开展的橡胶树北移栽培研究作为研究对象,从科学史的视角,系统梳理了在西方国家对我国实行橡胶禁运的背景下,中国科学院相关研究所与当时林垦部下辖地方农垦系统、地方科研院所面对国家需求,在华南与云南分别开展系统的中国热带生物资源考察,并在此基础上确定橡胶宜林地,开展橡胶树抗寒抗风研究,最终成功实现橡胶树北移栽培,满足了国家对橡胶这一战略物资需求的过程。这有助于深入理解20世纪50-80年代国家实施的“任务带动学科”的科学发展方针,同时对于认识当代科学研究如何满足国家需求、重大科学研究中不同机构如何更好开展协同攻关,具有重要的现实借鉴价值。