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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

橡胶树无性系叶面积的回归测算

为研究橡胶树无性系植株生长发育进程中叶面积变化及规模化种质资源鉴定中叶面积测定的简易方法,以20个橡胶树无性系为材料,测定各无性系叶片参数,找出合适系数回归法测算橡胶树无性系叶面积的最佳叶片参数。结果表明:干重法和叶面积仪法测定不同无性系叶面积的差异较大,两种方法相对差值较小的无性系仅9个;直尺法和叶面积仪法测定的叶长差异较大,两种方法测得的叶宽高度一致。各叶片参数相关性分析得出,直尺法测算出的叶长宽积X_(1)与其它所有叶片参数均达到了极显著正相关(P≤0.01),且与叶面积仪测定的叶面积S_(1)相关系数最大(r=0.986);其次,干重法测算的叶面积S_(2)与S_(1)相关系数在所有叶片参数中也最大(r=0.899)。选择X_(1)和S_(2)分别与S_(1)进行回归分析,得出大部分无性系X_(1)的回归决定系数都比S_(2)的更高,故在叶片规整的情况下,特别是研究植株叶片生长发育规律时,推荐使用直尺法测定的叶长宽积与叶面积仪测定的叶面积进行回归拟合。

橡胶树水通道蛋白HbPIP2;7的亚细胞定位与多聚化分析

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7进行了克隆,在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特性进行了分析。结果表明:HbPIP2;7的编码区全长837 bp,预测编码278 AA,理论分子量为29.56 kDa、等电点为9.11、不稳定系数为29.89、总平均疏水指数为0.526,含有1个保守的MIP结构域及6个典型的跨膜螺旋,预测以四聚体的形式起作用。生物信息学预测和在烟草中的亚细胞定位分析均显示,HbPIP2;7定位在细胞膜。双分子荧光互补和酵母双杂交实验均表明,HbPIP2;7不能形成同源多聚体,推测HbPIP2;7主要通过异源互作的方式参与橡胶树乳管的水分平衡。

减量施氮对橡胶树——葛藤间作模式结瘤固氮及氮素吸收利用的影响

【目的】研究接种根瘤菌后,减量施氮对橡胶树与葛藤间作模式结瘤固氮及氮素吸收利用的影响,为胶园减少氮肥施用量、实现绿色发展提供理论依据。【方法】在幼龄胶园中,采用随机区组设计,设5个处理:橡胶树单作,配合正常氮肥施用量(对照,CK1);橡胶树间作葛藤但不接种根瘤菌,配合正常氮肥施用量(对照,CK2);橡胶树间作葛藤并接种根瘤菌后,配合正常氮肥施用量(T100)、减施25%氮肥(T75)和减施50%氮肥(T50);分析不同处理下根瘤固氮效果、作物生长状况、作物氮含量、葛藤氮累积量及表层(0~30 cm)土壤全氮含量。【结果】与T100处理相比,T75和T50处理的葛藤根瘤数量、根瘤鲜重、固氮酶活性、固氮潜力和豆血红蛋白含量均增加,其中T50处理与T100处理差异显著(P<0.05,下同);T75和T50处理的葛藤地上部干重和根系干重均与CK2无显著差异(P>0.05,下同),而T50处理的葛藤根系氮含量和地上部氮累积量均较CK2显著增加,分别是其1.10和1.49倍。与CK1和CK2相比,接种根瘤菌配合减施氮肥对橡胶树的树围、树高和叶片氮含量均无显著影响,但T50处理的胶园0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层土壤全氮含量均较CK1显著提高15%以上。相关分析结果表明,根瘤固氮酶活性与葛藤植株干重、氮含量和氮积累量呈显著正相关。【结论】在橡胶树与葛藤间作模式中,接种根瘤菌配合减施50%氮肥,可增强葛藤根瘤的固氮能力,从而提高表层土壤全氮含量,促进葛藤对氮素的吸收和累积,并维持橡胶树叶片氮素含量,保证了葛藤和橡胶树的正常生长。

微肥与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长以及光合作用和氮代谢的影响

橡胶树是全球重要的热带、亚热带经济林。为揭示微肥与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长的影响,以期为橡胶树微肥施用技术创新奠定基础。本研究以单施微肥(W)、促吸收剂配方1与微肥配施(C1+W)、促吸收剂配方2与微肥配施(C2+W)为处理,探讨微肥单施或与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长、干物质累积、光合作用、根系发育和氮素分配等影响及作用机制。结果显示:微肥能提高橡胶树幼苗根、茎、叶的干物质累积,进而提升其单株鲜重、干重、干鲜比。其中,C_(2)+W处理可使植株鲜重和干重增加4.18倍和5.89倍,远大于C_(1)+W和W处理。同时,微肥对橡胶树幼苗的干物质累积量与根长、根表面积、根体积呈正相关,也与橡胶树幼苗的叶绿素含量、蒸腾速率(T_(r))、净光合速率(P_(n))呈正相关。根系发育和光合作用与植株各器官氮积累量、叶片可溶性蛋白(SP)含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性呈正相关。单施微肥对NR活性影响不显著,表明W处理对硝酸还原成亚硝酸的氮同化作用微弱。总而言之,微肥与促吸收剂配施强化了橡胶树幼苗的C同化和N代谢过程的联系,共同促进了橡胶树幼苗的生长发育。考虑到橡胶树叶片宽厚、细胞紧密、角质层厚,后续研究应继续筛选更合适的促吸收剂,并优化其与微肥的搭配。

橡胶树HbWRI转录因子的克隆与表达分析

脂质是橡胶树胶乳的主要非胶组分,与胶乳代谢和天然橡胶质量形成密切相关,但其代谢调控相关研究欠缺。WRINKLED(WRI)是植物AP2转录因子家族成员,在促进碳源从糖流向油脂合成中发挥了重要作用。本研究从橡胶树胶乳中克隆到3个HbWRI基因家族成员,分别为HbWRI1,HbWRI2和HbWRI3,并对其进行生物信息学分析、不同组织部位表达分析以及亚细胞定位分析。结果表明,HbWRI1,HbWRI2和HbWRI3的编码序列全长分别为1128、1122 bp和1050 bp,分别编码了375、373和349个氨基酸。HbWRI1-3蛋白具有2个60~70个氨基酸大小的AP2保守结构域,第1个AP2结构域中包含1个VYL基序和1个14-3-3蛋白结合基序。生信分析预测HbWRI1-3均无跨膜结构域,无信号肽,为疏水性蛋白,且含有多个磷酸化位点。亚细胞定位分析表明,HbWRI1-3蛋白定位于细胞核上。不同组织部位表达分析表明,HbWRI1、HbWRI2和HbWRI3基因均在橡胶树胶乳中表达量最高,且在胶乳中HbWRI3是家族成员中表达量最高的基因,暗示HbWRI1-3可能参与了胶乳脂质合成调控。该研究为进一步探索HbWRI1-3转录因子在橡胶树胶乳代谢及影响天然橡胶质量形成中的作用奠定基础。

6个橡胶树优树无性系阶段性综合评价

为探明6个橡胶树优树无性系的生长和产胶能力,测定7 a生时的生长量、胶乳产量、胶乳生理及胶乳性能,通过方差分析、相关性分析、主成分分析及隶属函数法对不同橡胶树优树无性系进行综合评价。结果显示:(1)平均茎围大小排序为:‘云研314’>‘云研272’>‘云研617’>‘云研77-4’(对照)>‘云研585’>‘云研190’。(2)平均每株年总胶乳产量、平均每段胶乳产量、平均每株每刀胶乳产量排序均为:‘云研314’>‘云研272’>‘云研617’>‘云研77-4’(对照)>‘云研585’>‘云研190’。(3)硫醇、蔗糖含量与胶乳产量达到极显著正相关(P<0.01);无机磷含量与胶乳产量呈正相关但是相关性较小;总固形物含量与胶乳产量呈显著负相关(P<0.05)。(4)通过主成分分析和隶属函数的综合评价可以得出,‘云研272’和‘云研314’生长和产胶综合性状优于‘云研77-4’(对照),‘云研617’与‘云研77-4’(对照)相当,‘云研585’和‘云研190’次于‘云研77-4’(对照)。(5)6个橡胶树优树无性系的P 0、PRI都达到了GB/T8081-2018规定的质量要求。