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。

基于科学计量的天然橡胶学科领域前沿热点分析

当前天然橡胶产业持续低迷,追踪国际天然橡胶研究前沿热点对于我国天然橡胶产业发展和升级具有重要参考价值。本研究采用科学计量方法结合CiteSpace技术,对Web of Science数据库的天然橡胶文献进行共被引、共词和聚类分析,概述了该领域重要的基础文献,揭示其学科领域研究前沿和热点。结果表明,共探测出6个前沿热点,高度聚合在三大学科领域。其中,在化学与材料科学领域,领先优势十分明显,共遴选出4个前沿热点:(1)功能化改性石墨烯或氧化石墨/天然橡胶纳米复合材料;(2)生物基体/天然橡胶纳米复合材料;(3)弹性体或天然橡胶纳米复合材料的应变诱导结晶行为;(4)废旧橡胶的自修复与回收加工。在生物科学领域,遴选出1个前沿热点,即橡胶树基因组测序、橡胶生物合成路径与关键基因。在生态与环境科学领域,遴选出1个前沿热点,即橡胶林的扩张及其对生态环境的影响。高频和高突现关键词在三大学科呈现由多到少分布,反映了当前天然橡胶研究领域发展趋于多方向性,但其前沿热点相对集中在天然橡胶全产业链的下游。