澜湄合作机制下的中国-老挝天然橡胶科技国际合作现状与展望

天然橡胶科技国际合作是澜湄合作的重要支持方向之一,在中国“一带一路”倡议和澜湄合作机制下,中国与老挝开展天然橡胶科技合作取得显著成效。从澜湄合作背景、老挝天然橡胶产业现状、中国橡胶科技现状、中老天然橡胶科技国际合作现状四个方面总结中国和老挝在天然橡胶科技领域的合作成效。分析遇到的问题,并对深入持续开展中老天然橡胶科技合作进行展望。为服务国家澜湄合作机制、深化与湄公河五国天然橡胶的科技合作和促进当地扶贫减贫奠定良好基础。

橡胶树排胶机理与调控研究进展

排胶是巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.Arg.)树皮乳管细胞中胶乳采收的重要环节,与天然橡胶的生物合成、胶乳再生、割胶技术、韧皮部膨压等众多因素相关,占生产成本的60%以上。近年来,天然橡胶异戊二烯途径合成与调控机制、胶乳诊断指标、乳管伤口堵塞和过度排胶导致的死皮发生和修复机理等领域均取得了重要进展。本文从天然橡胶生物合成和胶乳再生、乳管伤口堵塞、排胶影响因素、排胶生理与分子机理4个方面总结了排胶领域的研究现状,并结合新技术持续引入排胶研究领域的最新进展,展望了橡胶树排胶机理研究发展趋势和应用,为橡胶树排胶机制研究提供理论依据,亦为新型高效安全刺激技术研发提供指导。

铝胁迫造成橡胶苗死亡的机制研究

铝毒是酸性土壤中抑制植物生长和产量的主要因子,但其对橡胶幼苗生长的影响研究甚少。本研究设置50、100、200 mmol/L 3种Al3+处理浓度,采用水培试验研究了铝胁迫下橡胶幼苗叶片叶绿素含量、叶片相对含水量、根系活力、根系导水率、H2O2和O2‒含量变化。结果表明:叶片SPAD值、叶片相对含水量、根系活力、根系导水率随胁迫时间的延长而逐渐降低,H2O2和O2‒含量则逐渐增加,且浓度越高对各个指标的影响越显著。铝毒害可造成根系活性氧(H2O2和O2‒)的累积,进而造成根系活力和导水率下降,叶片SPAD值和相对含水量下降,最终导致橡胶幼苗死亡。

源库关系研究现状及在橡胶树排胶机理研究中的展望

源库关系研究在作物产量和品质形成中具有重要的理论研究和技术应用价值。随着作物遗传育种、植物生理和分子生物学等多学科的交叉融合,源库关系研究近年来整合运用分子生物学技术、植物激素信号转导等众多新技术和新方法取得了重要进展。本文综述了源库关系理论和源库关系调控两方面研究进展,重点阐述了糖代谢、激素调控源库关系的机理,分析通过栽培措施协调源库关系提高产量的机理。同时结合热带重要经济作物橡胶树的排胶机理与调控研究进展,论述乙烯利刺激和割胶处理调节源库分配与橡胶树产量形成之间的关系,以期推动天然橡胶源库关系理论研究,为排胶调控技术创制提供技术指导。

脱落酸喷施差异调控橡胶树热研73397和热研917生长和抗逆基因响应机制

为分析橡胶树抗寒剂主要成分脱落酸(ABA)对橡胶树中抗和高抗品种生长和抗逆响应基因表达的作用机制,以120μmol/L ABA处理热研73397和热研917组培苗后,采用荧光定量PCR技术分析叶片中HbCOA、HbCOAL、HbCOXI、HbCAX、HbCBP、HbASRLP1、HbATP、HbRbsS、HbAPX、HbCAT、HbCuZnSOD和HbMnSOD基因的表达规律。结果表明:优质中抗品种热研73397叶片中的HbAPX、HbCAT、HbCuZnSOD、HbMnSOD、HbCOAL、HbCAX、HbCBP、HbASRLP1、HbATP、HbRbsS基因0~72 h表达量呈现先上调后下调的趋势,10 h达到峰值;HbCOA和HbCOXI在0~72 h基因表达呈现先上调后下调的趋势,但在48 h是达到峰值。直立性高抗品种热研917叶片中ROS清除系统关键酶基因、定位于线粒体和叶绿体相关基因和能量合成相关基因,在0~72 h基因表达量呈下调表达趋势。热研917品种比热研73397抗逆能力强,应针对不同抗性品种调整抗寒剂成分施用比例。

橡胶树胶乳HbHSP90.6基因克隆、表达与亚细胞定位分析

HSP90是维持细胞内稳态的关键成分,其通过调节其底物的成熟、稳定性、活性和翻转来控制多个细胞过程。橡胶树(Hevea brasiliensis Müll.Arg.)是生产天然橡胶的重要来源,其拥有数千种工业用途,具有较高的社会经济价值。利用PCR技术从橡胶树品种热研73397胶乳中克隆1个HSP90家族成员基因,命名为HbHSP90.6基因(GenBank登录号:OP375588),序列分析表明其编码区(CDS)为2112 bp。理化性质分析表明其相对分子量为80774.85 Da,等电点为5.04,不稳定系数为38.98,总平均亲水性为-0.610,推测HbHSP90.6蛋白是一个稳定的亲水蛋白。保守结构域分析和多序列比对结果显示,HbHSP90.6含有1个PTZ00272的结构域和包含高度保守的MEEVD基序,属于HSP90家族成员。进化分析结果显示,HbHSP90.6与拟南芥AtHSP90.1(NM_124642.4)和水稻OsHsp90-1(LOC_Os04g01740)聚在一起,同源性分别为92.34%和86.44%。组织表达分析显示:HbHSP90.6基因在胶乳中的基因表达量显著高于根、花、枝、茎、叶,HbHSP90.6基因在胶乳中的表达量相对于花达到283倍,推测HbHSP90.6基因可能参与乳管胞内运输和胶乳代谢调控;胶乳中的伤害处理显著上调HbHSP90.6基因的表达,是处理前的19倍,推测HbHSP90.6基因参与机械伤害调控的橡胶树生理与代谢活动反应;HbHSP90.6基因在植物激素乙烯利、茉莉酸处理和吲哚-3-乙酸处理的6 h时表达量均达到最高,分别是处理前的45倍、17倍和6倍;在油菜素内酯处理后的12 h时,HbHSP90.6基因表达量显著上调表达,达到处理前的50倍,推测HbHSP90.6基因参与植物激素介导的转录调控。通过构建35S::HbHSP90.6::GFP融合表达载体进行亚细胞定位,结果显示HbHSP90.6基因定位在细胞质和细胞核中,与亚细胞定位预测结果一致。该研究结果为阐明HbHSP90.6基因在植物激素信号调控的橡胶树逆境胁迫和胶乳代谢分子机制研究奠定坚实基础。

橡胶苗不同器官渗透调节物质组成及其对渗透势的贡献

为研究橡胶苗不同器官渗透调节物质对渗透势的贡献及其与物质运输的关系,进而为进一步研究橡胶树不同器官渗透调节过程与光合作用、木质部—韧皮部水分平衡、胶乳产量等之间的关系提供依据,以橡胶树‘热研7-33-97’袋育组培苗为材料,测定了其根、叶渗透势和可溶性糖、游离氨基酸、有机酸、Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)、NO3^(−)、Cl^(−)、P、S等渗透调节物质含量。结果表明,橡胶苗叶片中渗透调节物质主要由有机物组成,根部渗透调节物质主要由无机物组成,且橡胶苗叶片中的渗透调节物质总含量远高于其根部的;在根和叶中,可溶性糖、游离氨基酸、K^(+)、Ca^(2+)对渗透势的贡献虽不同但均为其主要渗透调节物质。

澳洲坚果MYB1基因克隆及生物信息学分析

【目的】从澳洲坚果(Macadamia integrifolia)叶片中克隆MYB1转录因子基因(MiMYB1)并进行生物信息学分析,为揭示R2R3-MYB家族转录因子成员在澳洲坚果中的抗逆作用机制提供参考依据。【方法】利用PCR从澳洲坚果品种桂热一号叶片中克隆MiMYB1基因,采用ProtParam、TMHMM Server v.2.0和SMART:Main page等在线分析软件对MiMYB1蛋白进行生物信息学分析,运用DNAMAN 7.0进行蛋白氨基酸多序列比对分析,并从NCBI中选取126个拟南芥R2R3-MYB家族成员,以Geneious Pro v4.8.4中的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育进化树。【结果】从澳洲坚果品种桂热一号叶片中克隆获得的MiMYB1基因序列全长1205 bp,包含1062 bp的开放阅读框(ORF),共编码353个氨基酸,GenBank登录号为MN254975。MiMYB1蛋白具有2个SANT保守结构域,属于R2R3-MYB家族,是无跨膜结构、无信号肽且定位于细胞核的不稳定亲水性蛋白。MiMYB1氨基酸序列(MN254975)与荷花NnMYB39氨基酸序列(XP010277911.1)的亲缘关系最近,相似性为71.81%;与哥伦比亚锦葵HuMYB102-like(XP021293847.1)、榴莲DzMYB102-like(XP022777375.1)、木薯MeMYB102-like(XP021596793.1)和高山栎QsMYB102-like(XP023877052.1)的MYB氨基酸序列相似性分别为67.47%、68.63%、64.44%和67.28%。MiMYB1蛋白与126个拟南芥R2R3-MYB家族成员的系统发育进化分析结果显示,MiMYB1与AtMYB41的亲缘关系最近,与AtMYB41、AtMYB74和AtMYB102同属于S11亚族,具有相似的生物学功能,即与植物抗逆性功能相关。【结论】MiMYB1是典型的植物R2R3-MYB转录因子,在澳洲坚果的抗逆反应中发挥作用。

澳洲坚果MiMYB2基因克隆及结构与功能分析

为研究R2R3-MYB转录因子家族成员在澳洲坚果生长发育和产量形成中的作用机制,利用PCR技术从澳洲坚果品种“桂热一号”叶片中克隆MiMYB2基因并采用生物信息学对其结构及功能进行分析。结果表明,克隆获得的MiMYB2(NCBI登录号:MN254976)基因cDNA序列全长1210 bp,开放阅读框(ORF)1002 bp,编码333个氨基酸。MiMYB2编码一个无跨膜结构、无信号肽且定位于细胞核的不稳定亲水蛋白,含两个SANT保守结构域,属于R2R3-MYB家族。BLAST分析发现MiMYB2与荷花NnMYB3-like氨基酸序列同源性最高。系统进化分析将MiMYB2与AtMYB17、AtMYB106和AtMYB16聚类为S9亚族。通过转录组数据分析MiMYB2基因在“桂热一号”和“695”品种澳洲坚果枝条、花和叶片中的表达模式,表明MiMYB2在“桂热一号”品种花中的表达量最低,“695”品种花中的表达量最高。推测MiMYB2与澳洲坚果花生长发育密切相关。本研究为阐明MiMYB2基因在澳洲坚果生长发育和产量形成中的作用机制提供理论参考。