橡胶树新种植材料——自根幼态无性系

大田试验结果表明:橡胶微繁无性系离地50 cm处平均茎围为对照(老态的供体无性系)的1303%,花药体细胞植株离地50cm处平均茎围为对照(老态的供体无性系)的109.1%～120.2%,头4 a平均单株干胶产量为对照的129.9%～146.3%,自根幼态无性系和供体无性系相比,这2个性状均达显著差异.说明橡胶自根幼态无性系是一种速生、高产的种植材料.

巴西橡胶树自根幼态无性系耐低温分析

为比较橡胶树新型种植材料——自根幼态无性系与同源老态芽接无性系的耐低温能力,本研究将1蓬叶稳定的热研7-33-97老态芽接苗和自根幼态无性系苗5℃低温处理后,测定叶片的相对电导率、可溶性糖含量和游离脯氨酸含量等生理指标,并进行叶片受害调查。结果显示,自根幼态无性系叶片相对电导率低于老态芽接苗,可溶性糖含量和游离脯氨酸含量均高于老态芽接苗。此外,对5℃处理4 d后叶片受害情况调查发现,自根幼态无性系大部分叶片未受害,而老态芽接苗叶片几乎全部干枯或脱落。因此,室内低温模拟实验表明,自根幼态无性系在耐低温能力方面较老态芽接无性系更强,这为自根幼态无性系的生产应用提供了更广阔的前景。

利用橡胶幼态无性系芽条进行芽接

用增殖圃扩繁的橡胶树幼态无性系芽条进行籽苗和幼嫩小苗芽接试验。结果表明,增殖圃幼态无性系芽条的芽接成活率明显高于常规绿色芽条,且抽芽的直径较大。虽经过连续多次取用芽条,但仍可保持较高的芽接成活率和芽条的幼态特征,是目前解决籽苗和幼嫩小苗芽接幼态芽条短缺、常规绿色芽条芽接成活率不稳定的一种有效方法。

幼态无性系在生产上应用的技术

论述橡胶树幼态无性系的来源、选择、保持、检验等技术问题。

橡胶树幼态与老态无性系间的MSAP分析

利用MSAP技术,检测橡胶树热研8-79幼态无性系与老态无性系DNA甲基化差异。结果表明,幼态无性系的DNA甲基化水平为33.2%,老态无性系的DNA甲基化水平为22.9%,两者基因组DNA甲基化水平有一定差异,而且DNA甲基化模式也不同。对部分差异片段经同源性比对分析可知,同源序列的功能主要与代谢、细胞生长相关。这些差异可能是导致橡胶树幼态与老态无性系间性状差异的原因。

橡胶树MSAP反应体系的建立及其对无性系DNA的甲基化分析

采用改良CTAB法提取橡胶树幼嫩叶片的基因组DNA,通过电泳检测酶切与连接、预扩增和选择性扩增等,建立橡胶树MSAP甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析体系,并利用MSAP技术在基因组水平上对橡胶树幼态优势的形成机理进行研究。结果表明:利用该体系可获得扩增位点多、条带清晰、重复性好的图谱(共扩增出740个条带,404个甲基化位点,平均多态性比例为54.6%),并能有效区分基因组DNA甲基化的状态,为开展橡胶树同一品种不同类型种植材料的表观遗传变异研究奠定了基础。

巴西橡胶树HbCMT1的克隆与表达分析

通过PCR和RACE技术克隆获得了巴西橡胶树染色质甲基化酶(CMT,chromomethylase)基因(Hb CMT1)。Hb CMT1全长2697 bp,含有2556 bp的阅读框,编码851个氨基酸。推测Hb CMT1分子量为95.67 k D,等电点为5.38,氨基酸序列与可可、烟草、葡萄、黄瓜、鹰嘴豆和拟南芥等CMT家族成员的同源性分别为66%、51%、50%、56%、53%和50%。定量PCR分析表明Hb CMT1在巴西橡胶树的根、树皮、叶、胶乳中均有表达,其中在叶中表达量最高,在胶乳中表达量最低。此外Hb CMT1在橡胶树自根幼态无性系胶乳中的表达量比老态无性系胶乳中的低。

巴西橡胶树HbMET的克隆与表达分析

通过同源克隆和RACE方法获得了巴西橡胶树DNA甲基转移酶(DNA Methyltransferase,MET)基因(Hb MET)。Hb MET长4 896 bp,含有4 635 bp的阅读框架,编码1 545个氨基酸。蛋白分子量174.36 ku,等电点为6.36。氨基酸序列与可可、毛果杨、黄瓜、拟南芥、碧桃、葡萄和烟草等物种的MET家族成员的同源性分别为73%、77%、74%、56%、72%和68%。进化树分析表明,Hb MET氨基酸序列与毛果杨的MET亲缘关系最近。Hb MET在巴西橡胶树的根、树皮、叶、胶乳中均有表达,其中在胶乳中表达量最低;Hb MET在橡胶树自根幼态无性系的胶乳中表达比老态无性系胶乳中的表达低。

巴西橡胶树HbDRM的克隆与表达分析

运用PCR和RACE技术从巴西橡胶树中克隆出了一个域重排甲基转移酶(Domains rearranged methyltransferase,DRM)基因(HbDRM)。HbDRM全长为2 245 bp,含有1 917 bp的阅读框,145 bp的5′-UTR和176 bp 3′-UTR,编码638个氨基酸,分子量为71.39 ku,等电点为4.90。HbDRM的氨基酸序列与可可、葡萄、黄瓜、鹰嘴豆、番茄、拟南芥DRM家族成员的同源性分别为77%、74%、72%、67%、64%和52%。定量RT-PCR分析表明HbDRM在巴西橡胶树的根、树皮、叶、花、胶乳、胚和愈伤组织中均有表达,其中在花和愈伤组织中表达量较高,在胶乳中表达量最低,此外HbDRM在橡胶树自根幼态无性系的胶乳中表达比其供体胶乳中的表达低。HbDRM的克隆和表达分析为下一步研究HbDRM在巴西橡胶树自根幼态无性系高产中的作用打下基础。

3种橡胶树种植材料的抗旱性比较分析

为筛选出较强的橡胶抗旱种植材料,比较分析了常规芽接苗、籽苗芽接苗、自根幼态无性系3种橡胶种植材料的抗旱生长能力。结果表明,在干旱环境条件下,籽苗芽接苗叶片的丙二醛含量最低,成活率、可溶性糖含量最高,说明其抗旱生长能力最强。因此,在干旱植胶区可考虑推广种植籽苗芽接苗。但在水分较充足时,自根幼态无性系的生长速率明显,研究为2种新型种植材料的推广应用提供了理论参考。