橡胶草的遗传改良研究进展

橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin, TKS)是一种具有商业化生产天然橡胶潜能的产胶植物,具有生长快,易栽培,适应性广等特点。橡胶草野生种质因自交不亲和,遗传变异大,且生物量小,含胶量低等特性造成生产成本高,从而制约其商业化开发,急需进行遗传改良以提高含胶量、生物量及遗传稳定性。本研究综述了橡胶草常规遗传育种、分子遗传改良以及遗传转化体系的研究进展,探讨了橡胶草遗传改良过程中存在的主要问题及发展方向,为今后橡胶草遗传改良研究提供指导。     

蒲公英橡胶产业的研究现状与未来展望

蒲公英橡胶草是一种独特的产胶植物,对于缓解天然橡胶紧缺和保障国家战略资源安全具有重要意义。为准确、合理评价蒲公英橡胶产业的发展潜能,笔者综述了国内外橡胶草的基础性研究工作,总结了当前国内外研究重点在筛选种质资源、优化栽培技术、改善提胶技术、阐述橡胶粒子合成机理等方面,指出了蒲公英橡胶的副产品菊糖和乙醇具有很大的潜在工业价值。针对目前中国在蒲公英橡胶产业开发领域与国外存在较大差距的问题,提出了政府支持、企业主导、坚持独立研究与国际合作相结合的发展建议。     

大力开展巴西橡胶树替代产胶植物及技术研发的建议

为了系统了解国内外在天然橡胶替代作物研究利用方面的进展,及其对世界以巴西橡胶树种植为基础的天然橡胶产业格局的重大影响。本研究从中国天然橡胶供需面临的问题、天然橡胶替代供应的主要途径、开发巴西橡胶树替代作物的必要性及国内外主要巴西橡胶树替代作物及技术研发现状方面,对大力开展巴西橡胶树替代作物及技术研发的重要性进行了阐述,建议尽快开展银胶菊、转基因橡胶草等巴西橡胶树替代作物开发和替代生产技术研发的调研和相关研究。     

橡胶草SRPP5基因的克隆及生物信息学分析

天然橡胶是产胶植物中合成的聚异戊二烯高分子化合物,而小橡胶粒子蛋白是橡胶粒子膜上参与天然橡胶分子链延伸的关键因子,与橡胶的产量和质量密切相关。本研究利用PCR技术从橡胶草中克隆得到TkSRPP5基因全长序列并进行生物信息学分析。结果表明,该基因含有一个长度为654 bp的开放阅读框,并编码217个氨基酸,所编码蛋白的分子量为23.31 kD,理论等电点为4.58。TkSRPP5为亲水性蛋白,具有24个磷酸化位点,亚细胞定位预测在细胞质中。该蛋白属于SRPP家族,二级结构主要存在α-螺旋和无规则卷曲结构,与预测的蛋白质三级结构一致。系统进化树分析表明,该蛋白与菊苣的SRPP蛋白有着最近的亲缘关系。本研究为进一步了解TkSRPP5基因的功能和其在橡胶草胶乳合成中的作用机制提供了理论依据。     

三种蒲公英属植物DNA条形码序列的初步筛选

橡胶草(Taraxacum kok-saghyz, TKS)作为天然橡胶替代资源,具有重要应用前景,但由于两种生活力更强的近缘种短角蒲公英(T. brevicorniculatum, TB)和普通蒲公英(T. officinale, TO)的广泛共域存在,TKS种质资源的收集和未来商业种植受到严重影响。为了在分子水平上鉴定这些蒲公英物种,并研究TKS及其近缘种之间的种群分化和进化关系,本研究以10株TKS、2株TB和2株TO野生资源为材料,对3种叶绿体DNA (trnH-psbA, petL, ycf1)和1种核DNA (ITS2)序列进行初步筛选。结果显示,ITS2和trnH-psbA存在较大的种间变异,可较好的区分这3种蒲公英植物,但二者的种内变异均极小,无法用于种内种群结构研究;petL和ycf1的种间和种内遗传距离均为0或接近0,在蒲公英植物上无应用价值。此外,基于ITS2和trnH-psbA序列的系统进化树分析表明,TB可能是由TKS (母本)和TO (父本)杂交后代进化而来的。本研究为下一步橡胶草种质资源研究提供了参考依据。     

巴西橡胶树产排胶机理的研究进展

天然橡胶是一种重要的战略性资源,巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Mull.Arg.)是天然橡胶的主要来源。由于巴西橡胶树是高大乔木,传统育种周期特别长,基因组测序还未完成,橡胶转基因技术尚未成熟,导致橡胶突变体不易获得,这些问题较大限制了橡胶的基础研究。尽管如此,橡胶产排胶研究近年来还是取得了一定进展。本文回顾模式植物拟南芥茉莉酸和乙烯信号途径研究的最新进展,并对其进行归纳总结,概括橡胶产排胶机制研究的进展,分析当前面临的理论和技术瓶颈,并对今后研究前景做了展望。     

橡胶草根胶含量与形态指标的相关性与通径分析

为研究橡胶草植株形态和根胶含量的相关性,并筛选指示根胶含量的主要形态指标,本研究以天然分布的橡胶草为研究对象,测定了60份样本的15个形态指标以及根胶含量,并对这些指标进行多态性分析、根胶含量与形态指标的相关分析与通径分析。结果显示:(1) 15个形态指标的变异系数在11.92%～85.85%之间,平均变异系数为39.31%;(2)个体间根胶含量介于1.07%～27.46%之间,变异系数为51.28%;(3)根胶含量与茎冠数、主根直径、叶数呈极显著正相关,其中主根直径直接通径系数最大,为0.264;根胶含量与叶型指数呈极显著负相关,直接通径系数为-0.418。由此证明橡胶草形态特征和根胶含量在个体间变异幅度大,主根直径、叶型指数与根胶含量之间有极显著相关性,为简便快速筛选橡胶草高胶育种亲本提供了依据。     

巴西橡胶树排胶机制研究进展

橡胶树是世界上商业用天然橡胶最主要的来源,排胶是天然橡胶生产的最后关键环节,为了安全高效的获取胶乳产量,橡胶树排胶机制的研究一直受到人们的重视。橡胶树中的乳管是天然橡胶合成和储存的组织,人们通过割胶收集从乳管中流出的胶乳用作提炼天然橡胶。胶乳的排出速度及排胶持续时间是决定天然橡胶产量的重要因素,是排胶动力和排胶阻力共同作用的结果。笔者对与排胶相关的乳管细胞学基础、排胶主要初动力的乳管膨压、排胶继动力的乳管胶乳水分稀释效应以及乳管排胶阻力的形成及其调控机制等研究进行了归纳,主要分析了乳管伤口堵塞物的形成和影响排胶阻力的多种因素,指出乳管堵塞在胶乳的停排中起重要作用。针对目前排胶机制的研究进展缓慢这一现状,我们提出有必要从以下几点展开深入研究：（1）乳管膨压形成相关的树皮木质素合成和调控;（2）水分运输相关的水通道蛋白基因表达和活性分析;（3）停排相关的乳管伤口末端堵塞物的形成和调节。这些研究将为全面解析橡胶树排胶机制奠定基础,也可为分子辅助育种-选育排胶通畅的种质提供依据。     

胶清对小白菜生长及苋菜品质和土壤养分的影响

天然橡胶的胶清中含有丰富的营养物质,其中N、P、K、Ca、Mg等矿物元素和蛋白质、氨基酸等都是植物生长所必需的。本研究通过白菜发芽试验、幼苗试验以及苋菜土培试验,对胶清液在农业方面的应用进行了探究,初步验证了天然胶清基农业生物制剂的资源特性。试验表明,在适宜浓度下,胶清可以促进小白菜种子的萌发和幼苗的生长,提高苋菜的品质和口感,促进苋菜对土壤中营养物质的吸收,调节土壤pH,改良土壤状况。本研究对天然胶乳的分层次全利用和胶清生物制剂的开发有一定的研究意义。     

胶胞炭疽菌效应蛋白基因CgE27基因敲除突变株的构建及鉴定

天然橡胶作为重要的工业原料和战略资源,主要来源于巴西橡胶树。橡胶树炭疽病一直是导致其产量难以提高的重要叶部病害之一。效应蛋白作为病原菌侵染植物的重要致病因子,已成为植物与病原菌互作领域的研究热点。为了进一步阐明橡胶树炭疽菌的致病机理,本研究通过RT-PCR技术从橡胶树胶孢炭疽菌中克隆了一个候选效应蛋白基因,命名为CgE27,该基因编码一条121个氨基酸的多肽,分子质量为13.2k D。生物信息学分析表明,CgE27蛋白第1~第22位氨基酸是典型的信号肽序列,不含任何跨膜结构域,暗示该蛋白为分泌蛋白。依据同源重组原理,构建了CgE27基因的敲除载体p CB1532-CgE27,并通过PEG介导转化法将其转入到胶孢炭疽菌原生质体细胞中进行同源交换,经过氯嘧磺隆抗性筛选和分子鉴定,成功获得敲除CgE27基因的胶孢炭疽菌敲除突变体株ΔCgE27,为进一步研究胶孢炭疽菌CgE27基因的功能提供了帮助。     

分子标记技术在丹参种质资源研究中的应用进展

丹参是唇形科鼠尾草属植物Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根茎。近年来,分子标记技术在中草药尤其是丹参的种质资源研究中的应用深入而广泛。本研究介绍了分子标记技术在中药材鉴别中的突出优点,分析了RAPD、AFLP、SSR、ISSR、SRAP等分子标记技术在丹参种质资源中研究中的应用进展,提出了目前分子标记在丹参种质资源研究中存在的主要问题,并对分子标记技术在丹参种质资源研究等方面的前景做出了展望。     

植物激素及水盐胁迫对橡胶草种子萌发的影响

本研究以橡胶草种子为实验材料,通过不同植物激素及水盐胁迫处理,对橡胶草种子在处理条件下种子发芽率进行比较分析,探讨橡胶草种子萌发特性。研究结果表明:1)生长调节物质对橡胶草种子萌发影响作用主要表现在萌发第1~3天,不同激素处理,对橡胶草种子萌发影响不显著。2)种子萌发第1~3天,随着PEG浓度的逐渐增加,橡胶草种子的萌发率发芽率较对照略有降低,自第4天起,各处理的种子萌发时间与萌发率与对照无显著差异。3)橡胶草种子萌发对盐胁迫响应较敏感,自0.20%Na Cl处理浓度起,各处理种子发芽率与对照差值均高于10%,橡胶草种子发芽率与盐胁迫处理浓度呈负相关。     

海南省热带农业资源研究所资源材料选登

海南省热带农业资源研究所从事农作物遗传资源研究已有 2 5年的历史 ,收集鉴定和引进了大量的农作物种质资源。近年来致力与水稻、棉花、大豆等主要农作物资源的遗传材料的原始创新 ,以期建立农作物功能基因组和分子育种研究的材料平台 ,为国内开展植物功能基因的鉴定和分子育种提供材料支持。现将陆续在《分子植物育种》上公开水稻、棉花、大豆、甘蔗及热带植物资源目录 ,共国内科学家选用 ,凡需要索取在公开目录上的资源材料 ,请与《分子植物育种》编辑部联系。一、野生稻资源 (2 2份 )HITAR编号学名中文名染色体数染色体组谷粒特征来源…     

氨磺灵和秋水仙素诱导橡胶草四倍体效果的比较研究

为探讨不同诱变剂对橡胶草四倍体的诱导效果,以橡胶草幼芽为材料,采用浸芽法,比较分析氨磺灵和秋水仙素2种诱变剂不同浓度和处理时间对橡胶草多倍体的诱导效果及多倍体橡胶草的形态特征变化。结果表明：氨磺灵处理橡胶草的成苗率(60%~75%)和最高诱变率(14.08%)均高于秋水仙素处理（0~59%和5.56%）,其嵌合体率(27.27%)低于秋水仙素处理(75.00%),其中0.04 mmol/L氨磺灵处理 30 min,成苗率为71.00%,变异率14.08%,为最佳诱变条件。可见,氨磺灵比秋水仙素更适合用于橡胶草多倍体诱导。诱导后获得的四倍体橡胶草叶片厚度、气孔大小、花和种子大小均显著大于野生型二倍体植株,气孔密度则显著低于野生型植株,这些形态特征可辅助多倍体橡胶草快速筛选和鉴定。本研究初步探明了2种诱变剂对橡胶草染色体加倍的诱导效果,为今后橡胶草多倍体育种提供理论依据和技术支持。     

SRAP标记在植物研究中的应用

SRAP标记技术是现阶段植物研究中应用的新型分子标记技术。SRAP与其他分子标记技术相比具有操作便捷、数据精准以及高效率等优点。也正因如此,SRAP分子标记技术在植物研究中迅速普及,其在植物育种品质资源以及植物遗传育种研究中起到了非常重要的作用。为此,对SRAP分子标记技术进行了分析,并对其在植物研究中的应用进行了研究。     

橡胶草多聚泛素基因TkUBQ6基因的克隆及其表达分析

泛素/26S蛋白酶体途径(ubiquitin/26S proteasome pathway, UPP)调控植物生长发育以及抗病抗逆反应等过程,多聚泛素蛋白(UBQ)为泛素单体聚合而成的聚泛素蛋白,主要参与UPP途径的蛋白质水解过程,是一个可重复利用的信号分子,可以识别靶蛋白。为鉴定橡胶草中UBQ基因的结构与功能,本研究从橡胶草品系‘1151’中克隆得到一个多聚泛素基因,命名为‘TkUBQ6’。该基因编码区cDNA为462 bp,编码153个氨基酸。序列比对分析发现,不同物种的UBQ蛋白具有高度的相似性,而TkUBQ6的蛋白序列与同属菊科的莴苣Ls UBQ6相似性达到100%。采用实时荧光定量RT-PCR (RT-qPCR)对TkUBQ6基因的表达模式进行分析发现,该基因在橡胶草不同组织中均有表达。在PEG-6000模拟干旱胁迫、甘露醇介导的渗透压胁迫以及NaCl高盐胁迫处理下,TkUBQ6表达显著提高。在植物激素茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)诱导下,TkU-BQ6基因表达也明显上调;而乙烯利(ET)处理后,该基因的表达在24 h内先显著下调之后小幅度上调。本研究结果表明,TkUBQ6参与橡胶草的抗逆和激素信号的转导过程,为进一步解析橡胶草TkUBQ6的生物学功能提供了参考依据。     

植物内源激素研究进展

植物内源激素的作用在于调控植物生长发育以及提高作物产质量,其准确测定对于调控植物生长发育、作物遗传育种、栽培技术推广、激素残留鉴定等方面有重要意义。文章叙述了植物激素的生理作用、分子机制、产质量调控及内源激素测定方法,以期为植物激素研究提供参考指标。     

第二届植物分子育种国际学术研讨会：2007年3月23—27日在海南省三亚市召开

现代农业已经发展到了“分子农业”时代,基因工程、转基因技术等分子生物学手段广泛应用于植物的遗传育种,基因组学的研究成为植物基因资源发掘的基本科学平台,分子育种成为植物育种的最主要手段之一。为加强与国际植物分子育种领域的交流与合作,加速我国分子育种成果的产业化进程,推动应用基因与组学植物分子育种科学的发展。经中国科学技术协会批准,中国农学会及中国农学会应用基因组学与分子育种分会定于2007年3月23-27日在海南省三亚市举办“第二届植物分子育种国际学术研讨会”。1大会主题本次会议将以“应用基因组学与植物分子育种”…     

不同施肥处理对橡胶草生物量积累与分配变化及相关性分析

本试验研究了不同施肥处理对不同时期橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin)生物量积累及其分配的影响,并分析橡胶草生物量与根部性状间的相关性。结果表明,不同时期橡胶草地上生物量和地下生物量在不同施肥条件下均表现为显著增加(p0.05),其中生长期时N对生物量积累的影响最为显著;开花期时P和K对橡胶草生物量的积累均有较大的促进作用,尤其是P最为显著;结实期时P和K对橡胶草生物量的积累也均有较大的促进作用,尤其是K最为显著。不同施肥处理对不同时期橡胶草的地上、地下生物量的分配均有不同程度的影响,其中生长期时N对地下生物量分配比例的提高最为显著;开花期时P对橡胶草地下生物量的分配比例的提高最为显著,结实期时各个施肥处理均能显著提高橡胶草地下生物量的分配比例,但各个施肥处理间差异不显著。不同施肥处理对不同时期橡胶草的根长均有不同程度的促进作用,且均显著高于对照。生长期时橡胶草的根长与地下生物量、地上生物量及总生物量均呈极显著的正相关;开花期和结实期时的根长和根粗均地下生物量、地上生物量及总生物量呈极显著的正相关。     

iPBS分子标记研究进展

DNA分子标记是一种可以直接反映生物个体DNA水平差异的优良技术,自开发以来,在基因组作图和基因定位研究、基于图谱克隆基因、物种亲缘关系和系统分类中的应用等各个领域应用广泛。近年来,随着分子技术在应用过程中的不断完善、更新和发展,不同类型的DNA分子标记层出不穷。本综述基于反转录转座子的新型分子标记i PBS技术,介绍了iPBS分子标记的开发和基本的PCR反应体系,以及其在种质资源鉴定、遗传多样性研究、DNA指纹图谱构建、植物LTR类反转录转座子的序列分离等方面的应用和最新研究进展,以期为植物分子生物学研究及植物育种和改良提供参考。