Molecular Cloning and Analysis of LEA14L2 Gene from Rubber Tree( Hevea brasiliensis Muell. Arg. )

Using an isotig encoding a putative polypeptide with high similarity to Arabidopsis LEA14 as a query, a 613 bp long cDNA was in silico cloned from the transeriptome data of rubber tree. The sequence nominated as HbLEA14L2 contains an ORF of 456 bp with 3 bp 5＇ UTR and 154 bp 3＇ UTR. Subsequently, a 464 bp eDNA and an 834 bp genome sequence containing this ORF was amplified and sequenced. Sequence analysis suggested that HbLEA14L2 has one intron and encodes 151 amino acids with a theoretical molecular weight of 16.55 kDa, isoleetric point of 4.93 and GRAVY value of -0.022, indicating a cytoplasmle localization pattern; HbLEA14L2 protein contains a conserved LEA_2 domain and belongs to LEA_2 subfamily, sharing 91%, 76%, 75%, 72% and 63% similarity with the homologous proteins in castor bean, leafy spurge, poplar, cotton, and Arabidopsis, respectively. Swiss-Model indicated that the tertiary structure of HbLEA14L2 is consisted of one α-helix and seven β-sheets, which was proposed to serve as a regulatory protein to prevent cellular desiccation.

天然橡胶胶清化学成分的研究

对天然橡胶胶清的化学成分进行了研究。运用硅胶柱色谱及葡聚糖凝胶LH-20柱色谱进行化学成分的分离和纯化,用理化方法及波谱手段解析其化学结构。从天然橡胶胶清中分离得到13个化合物,鉴定了其中12个化合物的结构,分别为:木栓酮(Ⅰ)、羽扇豆醇(Ⅱ)、β-谷甾醇(Ⅲ)、棕榈酸(Ⅳ)、硬脂酸(Ⅴ)、胡萝卜苷(Ⅵ)、尼古丁酸(Ⅶ)、琥珀酸(Ⅷ)、没食子酸(Ⅸ)、果糖(Ⅹ)、白坚木皮醇(Ⅺ)和6-hydroxy-cleistopholine(Ⅻ)。经检索,其中化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅻ为首次从天然橡胶胶清中分得。

季节、采胶和外源茉莉酸对成龄橡胶树乳管分化的影响

橡胶树树干树皮中的乳管列数目与橡胶产量密切相关。为了建立成龄橡胶树乳管分化的调控技术，笔者采用实验形态学的手段，研究季节、采胶和外源茉莉酸对成龄橡胶树乳管分化的影响。结果表明，在海南岛自然条件下，乳管分化开始于6-7月份，在11月～翌年的5月没有乳管分化：割胶包括正式割胶前的预割能显著提高橡胶树形成层分化乳管的能力，其影响的范围相当大；外施茉莉酸对未开割树和割胶树的乳管分化都有促进作用。这些知识对于发展高效合理的采胶技术可能具有指导意义。

西双版纳地区三叶橡胶树异戊二烯和单萜烯排放机理初步研究

对云南省西双版纳地区三叶橡胶 (Heveabrasiliensis(H .B .K)Muell. Arg)异戊二烯和单萜烯排放的研究发现 ,三叶橡胶排放很少量的异戊二烯 (排放速率大约 0～ 1μgC·g-1h-1) ,而排放大量的单萜烯 (排放速率大约 10～ 10 0 μgC·g-1h-1)。造成这种排放特征的原因可能是橡胶树树叶叶绿体中合成异戊二烯所必需的异戊二烯合成酶 (IsopreneSynthase)缺乏所致。

割胶、机械伤害和外源茉莉酸对橡胶树乳管细胞防卫蛋白基因表达的影响

为了进一步探明巴西橡胶树乳管的防卫功能,笔者采用RT-PCR和Northern-blot技术分析割胶、机械伤害和外源茉莉酸对胶乳几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和橡胶素基因表达的影响,结果表明:(1)外源茉莉酸和机械伤害均能上调几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和橡胶素的基因表达,但机械伤害的效应滞后于外源茉莉酸;(2)几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和橡胶素的基因在割胶树中的表达明显强于在未开割树中的表达;(3)割胶树胶乳中内源茉莉酸含量显著高于未开割树。

不同旱害级别对开割和未开割橡胶树形态和生理特性的影响

干旱会导致巴西橡胶树生长迟缓、落叶和死皮率增加。本研究对比分析巴西橡胶树RRIM600不同旱害级别开割树和未开割树胶乳产量、形态、土壤含水量和叶片叶绿素含量等生理指标的变化规律。结果表明,随着旱害级别的升高,开割树胶乳干胶含量和总固形物维持在较高水平,不适于割胶。未开割树和开割树生理响应规律一致,均表现叶片面积呈现逐渐显著减小,叶片中的色素含量逐渐减少,但Chla/Chlb的值没有明显变化。叶片中PRO、SS、SOD和POD对干旱有保护作用的规律。说明干旱条件下橡胶树表现出的特性是叶面积减小,渗透调节物质含量和抗氧化物酶活性增加。本研究为建立橡胶树新干旱分级标准和筛选抗旱诊断指标奠定基础。

不同树龄橡胶林土壤养分变化特征及对细根的影响

通过用根钻法对幼树期（5a）、初产期（9a）和旺产期（16a）3个树龄橡胶林土壤养分变化特征及对橡胶树细根影响的研究。结果表明：在橡胶林0~60cm土层的土壤中,5a橡胶林土壤肥力相对比9a、16a橡胶林的高,9a橡胶林肥力相对较低,土壤养分随着土层增加而减少,不同土层养分含量各有差异。不同树龄橡胶树细根生物量,与土壤养分有不同程度的相关性。典型相关分析表明,除了受树龄影响外,橡胶树细根生物量主要还受以有机质、全氮、速效磷等养分为代表的土壤肥力的影响,在一定的条件下,创造合适的土壤肥力条件是确保橡胶树细根高生长量、高吸收效率和养分循环的基本保证。

巴西橡胶树次生乳管分化能力的早期评价方法研究

天然橡胶产量是通过测量割胶收集从次生乳管中流出的胶乳而得到,具有连续收获和累进计产的特点,这也是目前橡胶树的产量构成性状难于剖析和橡胶树产量育种周期长且效率低的主要原因。橡胶树次生乳管分化能力是决定橡胶产量的关键因子之一,通过对幼树的次生乳管分化能力进行早期预测对于缩短橡胶树产量育种周期具有重要意义。本研究采用实验形态学技术,以不同树龄和不同次生乳管分化能力的橡胶树种质为材料,系统地分析机械伤害、割胶和茉莉酸类物质处理对其次生乳管分化能力的影响。研究发现,割胶处理相同种质的二年生幼树与八年生成龄未开割树,得到次生乳管分化能力的效应是一致的,所以使用二年生幼树就可以较好地区分出橡胶树种质间的次生乳管分化能力差异。因此,割胶处理二年生幼树的方法可以作为橡胶树次生乳管分化能力的早期评价的有效方法。这些研究结果不仅丰富了橡胶树产胶潜力的早期预测技术,而且为产胶潜力相关分子标记研发打下良好基础。

草甘膦对巴西橡胶树芽接苗叶片形态和生理指标的影响

以橡胶树品系CATAS7-33-97的芽接苗为材料,研究草甘膦对其叶片形态和生理活性的影响。结果表明：喷施草甘膦导致橡胶树叶片脱落后,引起整蓬新生叶片变长、扭曲。该蓬新生叶片稳定后,下一蓬新生叶片形状会部分恢复。叶片畸形与含水量变化无关,但会导致叶绿体结构变化、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增加13%~40%、可溶性糖含量下降47%~81%和脯氨酸含量上升15%~389%。

橡胶树DELLA蛋白编码基因HbGAI的克隆与表达分析

该研究采用RT-PCR与RACE技术,从橡胶树‘热研7-33-97’胶乳中克隆了1个DELLA蛋白编码基因HbGAI(GenBank登录号为KT696439)。HbGAI全长cDNA序列2 050bp,包含1个长1 842bp的完整开放阅读框。序列分析显示,HbGAI基因编码613个氨基酸,其推导的蛋白含有DELLA和GRAS结构域,分子量为66.476kD,理论等电点为5.19,无跨膜结构域,属于亲水性蛋白。进化树分析表明,HbGAI蛋白与其他植物中DELLA蛋白具有较高的相似性,与麻疯树JcGAI和蓖麻RcGAI亲缘关系较近。荧光定量PCR结果显示,割胶和茉莉酸甲酯处理下调胶乳中HbGAI基因的表达,乙烯利处理4h内显著上调胶乳中HbGAI基因的表达,表明HbGAI基因可能在橡胶树割胶、茉莉酸、乙烯响应中发挥作用。

巴西橡胶树花药体胚发生类型及其培养条件的改良

橡胶树花药培养体胚发生率低及植株再生频率低是制约其组培苗工厂化生产的瓶颈。以热研7-33-97品系花药为外植体,研究橡胶树花药体细胞胚发育过程并对其体细胞胚进行系统分类,同时改良其培养条件。结果表明,完整的体胚发育过程是球形胚-心形胚-鱼雷胚-子叶胚,但有些心形胚不能进一步发育成鱼雷胚,在后继培养中会分化成畸形胚;体胚发生不具同步性,在鱼雷胚旁又长出次生胚。胶树花药体细胞胚共分9种类型,发现胶树花药体胚发生过程中产生连体胚现象,该类胚能正常发育成植株。不同胚状体培养条件对植株再生率的影响说明,暗培养诱导胚状体2个月后再转移至500 lx弱光照条件下培养10～15 d,然后再转移至出苗培养基培养,能够显著提高植株再生率。在诱导胚胎发生培养基中添加不同浓度的稀土,结果表明,稀土具有提高橡胶树花药体胚发生率的效果,其中以添加1 mg/L稀土培养效果最佳。

巴西橡胶树乳管细胞HbSKP1基因克隆及原核表达

SKP1蛋白是茉莉酸信号途径关键环节之一的SCFCOI1复合体的成员,在CUL1和COI1之间起连接作用。本文采用RT-PCR和RACE技术,从巴西橡胶树无性系热研7-33-97的胶乳中克隆了HbSKP1基因。该基因全长778bp,含一个543bp的开放阅读框,编码180个氨基酸。生物信息学分析表明,推导的HbSKP1氨基酸序列含有SKP1家族特征性的Skp1-POZ和Skp1结构域。HbSKP1与蓖麻、毛果杨、拟南芥、油棕、啤酒花、苜蓿的SKP1类蛋白的氨基酸序列同源性分别为64%、61%、47%、47%、47%和47%。原核表达了HbSKP1-His(6)融合蛋白。本研究为进一步鉴定乳管细胞中茉莉酸途径核心环节SCFCOI1复合体打下良好基础。

巴西橡胶树遗传转化技术研究进展

巴西橡胶树早在20世纪70年代就已实现通过体细胞胚状体发生途径再生植株,但到目前为止,植株再生频率仍然较低,且只有少数无性系能够实现体外形态发生。橡胶树的离体培养难度大,是进行基因工程育种的主要障碍,本文对巴西橡胶树遗传转化技术研究进展进行综述,并讨论影响转化成败的关键因素与技术改进方向。

不同橡胶树品种耐寒性指标比较及综合评价

在人工模拟的寒害条件下,对寒害胁迫0、1、2和3 d以及恢复培养1、2、3 d及2个月晴冷型(昼温约25℃、夜温6℃,全自然光)和阴冷型(昼温约25℃、夜温6℃,遮光率50%)寒害处理组橡胶树[Hevea brasiliensis (Willd.ex A. Juss.) Müll. Arg.]品种‘RRIM600’、‘云研73-46’(‘Yunyan 73-46’)、‘PR107’和‘93-114’叶片的耐寒性指标(包括光合气体交换参数和部分生理生化指标)进行了比较;在此基础上,对所有耐寒性指标进行了主成分分析,并对各品种的耐寒性进行了综合评价。结果表明:总体来看,寒害胁迫3 d和恢复培养3 d,4个品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著低于寒害胁迫前(寒害胁迫0 d)水平,而胞间CO2浓度(Ci)在寒害胁迫3 d显著高于寒害胁迫前水平并在恢复培养3 d恢复至寒害胁迫前水平;恢复培养2个月,4个品种的Pn、Tr和Gs值恢复至寒害胁迫前水平,而Ci值则高于或显著高于寒害胁迫前水平。4个品种的丙二醛(MDA)含量在寒害胁迫3 d高于寒害胁迫前水平;品种‘RRIM600’和‘云研73-46’的MDA含量在恢复培养3 d显著高于寒害胁迫前水平、在恢复培养2个月恢复至寒害胁迫前水平,而品种‘PR107’和‘93-114’的MDA含量却在恢复培养3 d和2个月显著低于寒害胁迫前水平。寒害胁迫3 d及恢复培养3 d和2个月,4个品种的质膜相对透性显著高于寒害胁迫前水平。实验期间,4个品种的可溶性糖、蔗糖、脯氨酸和可溶性蛋白质含量呈波动变化。主成分分析结果表明:前3个主成分的特征值均大于1,累计贡献率为71. 30%,说明这3个主成分可反映橡胶树所有指标的绝大部分信息。根据综合得分,在晴冷型寒害胁迫条件下,品种‘RRIM600’的耐寒性最强、品种‘PR107’的耐寒性最弱,而在阴冷型寒害胁迫条件下恰好相反。研究结果显示在实际生产中应根据各橡胶树品种的耐寒性选择合适种植地。

巴西橡胶树生长素响应HbJAR1基因克隆与表达分析

JAR1基因是植物生长素响应基因,具有维持植物体内生长素浓度动态平衡和增强植物抗逆性的功能。为了阐明巴西橡胶树中JAR1基因的结构与功能,本研究利用Q-PCR技术在橡胶树CATAS7-33-97叶片中扩增了JAR1基因,其推导氨基酸含有JAR1蛋白特征性的GH3 superfamily结构域,无信号肽,无跨膜区域,定位在细胞质中,命名为HbJAR1。表达分析结果表明:该基因在橡胶树叶片中的表达量受光照强度、机械伤害和白粉菌侵染显著上调,吲哚乙酸(IAA)、茉莉酸(JA)、乙烯利(ET)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)对HbJAR1在橡胶树中的表达也起到不同程度的上调作用。表明HbJAR1基因属于植物JAR1家族,与橡胶树对光照、伤害等逆境响应有关。

橡胶树原生质体培养研究进展

原生质体培养植株再生体系的建立,可为利用生物技术对橡胶树育种进行品种改良提供良好的受体系统。综述橡胶树原生质体培养的研究进展,并分析影响橡胶树原生质体再生的主要因素:(1)原生质体分离的起始材料;(2)原生质体的分离和纯化;(3)培养基成分;(4)培养方法;(5)品种基因型。

渗透胁迫与植物激素等对巴西橡胶树HbMT2a基因表达的影响

采用荧光定量PCR技术分析HbMT2a基因在不同环境因子诱导下,不同部位和不同无性系间的表达模式。结果表明,不同环境条件下,表达模式有一定差异,但PEG、ABA、6-BA和IAA均上调橡胶树无性系热研7-33-97叶片和树皮中的HbMT2a基因表达;在不同器官中,HbMT2a基因的表达量在根中最高、茎中次之、叶中最低,但是,在PEG诱导条件下,HbMT2a基因上调表达的幅度在叶中最大;降低温度可上调叶片中的HbMT2a基因表达;PEG诱导2 h,HbMT2a基因在抗寒橡胶树品种云研77-4叶片中的上调表达量显著高于不抗寒橡胶树品种热垦501。HbMT2a基因的表达容易受环境因子的影响,而且在抗寒性不同的橡胶树品种间的表达模式存在明显差异,有望作为橡胶树抗性育种的一个分子标记。

橡胶树HMGS编码基因的分离鉴定

羟甲基戊二酸单酰辅酶A合成酶(HMGS)将乙酰辅酶A转化为羟甲基戊二酸单酰辅酶A,是甲羟戊酸代谢途径的限速酶之一。本研究从橡胶树热研879和热研7-33-97品系的胶乳中分离出HbHMGS1和HbHMGS2基因。相比HbHMGS1基因在胶乳和树皮中的共表达模式,胶乳中高丰度表达的HbHMGS2基因可能是乳管细胞中参与天然橡胶合成的主效基因,而HbHMGS1是功能冗余基因。HbHMGS2基因在橡胶树高产品系热研879胶乳中的表达量亦高于测序品系热研7-33-97,表明HbHMGS2基因的高水平表达可能有助于橡胶的合成。其上游启动子的顺式作用元件差异可能与该基因在热研879和热研7-33-97的差异表达有关。HbHMGS2基因的转录亦受茉莉酸诱导,可能参与了茉莉酸信号调控天然橡胶的合成过程。HbHMGS2基因在大肠杆菌中成功表达为后续研究该基因的功能、利用该基因生产活性物质提供新的基因资源。

乙烯利刺激对橡胶树无性系RY8-79和PR107排胶生理参数的影响

以成龄橡胶树无性系RY8-79和PR107为材料,研究乙烯利刺激对胶乳中几种生理参数的影响。结果表明,在自然条件下,RY8-79和PR107的胶乳生理参数存在明显差异,甚至表现出相反的特征,其中RY8-79胶乳中硫醇和H2O2含量以及排胶初速度显著高于PR107,而黄色体破裂指数和堵塞指数显著低于PR107。乙烯利刺激后,RY8-79和PR107的排胶特性发生了一系列的改变,其中黄色体破裂指数都升高,而排胶初速度和堵塞指数均降低,2个品系表现出高度的一致性;但其它几个生理参数的变化在2个品系中表现不一。说明乙烯利刺激促进排胶与提高黄色体稳定性之间没有直接的联系;H2O2含量与黄色体破裂指数之间没有直接的关系。

中国橡胶树疫霉种的研究

1982—1988年从海南省10个县21个植胶场和云南省西双版纳、德宏州4个县9个植胶场采集橡胶树地上部的各种疫霉病害的样本,通过分离、提纯,共获得172株疫霉分离菌。经鉴定有以下5种疫霉:柑桔褐腐疫霉(Phytophthora citrophthora)、辣椒疫霉(P.capsici)、密氏疫霉(P.meadii)、寄生疫霉(P.parasitica)和棕榈疫霉(P.palmivora)。其中 P.citrophthora 有91株,占52.8%。其它4种疫霉顺次为45侏,占26.2%,19株,占11.1%,14株,占8.1%;3株,占1.8%。本文对这5种疫霉分别作了种的描述,其中密氏疫霉和寄生疫霉在中国橡胶树上是首次报道。