植物ABC转运蛋白与次生代谢产物的跨膜转运

ABC（ATP-Binding Cassette）转运蛋白是目前已知最大、功能最广泛的蛋白家族，参与生物体内多种物质的转运，因其在生物体内与肿瘤细胞耐药性等一些重要的生理过程密切相关而引起了人们的广泛关注。研究发现，在已完成全基因组测序的生物中，ABC转运蛋白在拟南芥和水稻中数量最多，推测与植物次生代谢产物的跨膜转运相关。植物产生生物碱、萜类化合物、酚类等大量次生代谢产物，保护植物体免受环境中生物和非生物胁迫的损伤。这些化合物的累积和排泌被高度调节，ABC转运蛋白在其中起着重要的作用。本综述介绍了植物ABC转运蛋白及其在植物次生代谢产物累积和跨膜转运中的研究进展。     

植物ABC转运蛋白功能研究进展

植物ABC转运蛋白家族通过转运各种底物而参与植物一系列生命活动,其拥有众多家族成员,分类众多、结构复杂、功能多样。本文详细梳理了植物ABC转运蛋白的结构、分类及功能后发现,植物类转运蛋白共有8大亚族(ABCA～ABCG和ABCI),其中ABCG属于功能最多的一类亚族,主要参与代谢产物和激素转运、器官形成和物质合成,在重金属/逆境胁迫、以及次级代谢产物分泌等方面发挥着重要作用;ABCB主要参与生长素及重金属转运,刺激细胞生长,加强非生物胁迫的耐受能力;ABCC除参与次生代谢产物的转运外,还具有重金属解毒功能;ABCA类很可能与动植物的脂质代谢关系密切。对于目前功能未知的其他亚族建议开展蛋白互作研究,注重实践应用及多学科联合,更加准确具体解析其功能。全面深入研究植物ABC转运蛋白家族将为其他类转运蛋白的研究提供借鉴方法,同时为植物源/库的高效调控提供基础理论。     

植物ATP结合盒（ABC）转运蛋白研究进展

ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白家族庞大,种类繁多,包括全转运子和半转运子等2种类型。全转运子的核心单元包括2个核苷酸结构域（NBD）和2个跨膜结构域（TMD）,而半转运子只含有1个膜结构域（MSD）和1个NBD。植物ABC转运蛋白不仅参与植物体内激素、脂质、金属离子、次生代谢物和外源物质的运输,并且有利于植物与病原体间的相互作用和植物体内离子通道调控等重要的生理过程的进行,是一类重要的跨膜运输蛋白家族。HUGO系统中ABC家族分为A~H 8个亚族,模式植物基因组测序的完成极大促进了ABC转运蛋白的研究与发现,近几年已从多种植物中克隆了不同亚族的基因并研究其表达与功能,但目前的研究主要集中在ABCB,ABCC,ABCG等三大亚族。植物ABC转运蛋白各亚族的结构与功能截然不同,在不同植物中的表达部位也千差万别。综述了植物ABC转运蛋白家族的研究进展,根据ABC家族中已知的重要成员,系统阐述植物中各亚族ABC转运蛋白的结构特征、在植物中的表达及其生物学功能,并为今后可能的研究提出展望。表1参49     

气象条件对中国橡胶树种植的影响

为了有效规避气象灾害的影响,充分利用气候资源优势,挖掘橡胶树(Hevea brasiliensis )的产胶潜力,笔者从气象条件对全球橡胶树种植分布及中国橡胶树种植区北界的影响、气象灾害（台风、寒害）对中国橡胶种植区的影响、中国橡胶树种植气候适宜区分布、中国橡胶树主产区产胶能力差异及原因等方面入手,归纳总结了气象条件对中国橡胶树种植的影响,并就如何保障中国天然橡胶稳产高产提出如下建议:首先要合理选择橡胶树栽培种植的气候高适宜区开展种植;其次要加强橡胶树抗风、抗寒、抗旱等高产栽培技术的研究;同时,在整个橡胶产业布局优化中,需要保证在高气候适宜区内有一定面积的橡胶战略性种植,大力发展橡胶树的林下经济;强化橡胶生产气象服务保障工作,减少极端天气气候事件对橡胶生产的影响。     

杜仲ABC转运蛋白基因家族成员鉴定与分析

ABC转运蛋白(ATP—binding cassette transpoter)是一类庞大而古老的跨膜运输蛋白家族,在生物体内参与多种物质的转运积累、有害物质解毒、气孔调节、植物防御等生理活动。杜仲(Eucommia ulmoides Oliv)作为重要的中药材,其药用成分主要为次生代谢产物,次生代谢物转运与积累过程需要ABC转运蛋白的参与。利用生物信息学手段对杜仲ABC转运蛋白基因家族进行鉴定,并分析该家族蛋白质性质和结构、跨膜结构、亚细胞定位、系统进化关系。研究表明,EuABC家族生物信息学预测有76个成员,含有1~7个保守基序;编码蛋白多为稳定蛋白,主要分布于细胞质膜上,二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主要构成元件;进化树分析表明,杜仲ABC转运蛋白家族可分为8个亚家族(A~G;I),每组成员数量分别为3、19、14、1、1、1、29、8。研究结果可为进一步研究杜仲次生代谢物质转运与积累奠定基础,也为其他植物ABC转运蛋白家族的研究提供了参考依据。     

气象因子与不同产胶特性橡胶树品系早期产量的相关性分析

[目的]研究气象因子对不同产胶特性橡胶树产量的影响,为橡胶树品种选育和橡胶生产提供理论依据.[方法]采用方差分析和多重比较方法分析7个橡胶树品系开割3年的胶乳产量、干胶含量和干胶产量差异,采用灰色关联分析和偏相关分析方法分析平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度、光合有效辐射和降水量等气象因子与不同产胶特性橡胶树品系开割早期的胶乳产量、干胶含量和干胶产量的关联度和相关性.[结果]不同品质橡胶树的胶乳产量、干胶含量和产胶产量均存在极显著差异(P<0.01),根据产胶特性可将7个品系划分为6种产胶特性类别;气象因子与橡胶树干胶产量关联度排序为:割胶当天平均相对湿度>割胶前3d逐日平均相对湿度>割胶前3d总降水量>割胶前3d逐日平均温度>割胶前3d逐日平均最低温度>割胶当天最低温度>割胶前3d逐日平均最高温度>割胶前3d逐日平均光合有效辐射.偏相关分析结果表明,开割前3d逐日平均相对湿度和割胶当天平均相对湿度对不同产胶特性橡胶树品系的胶乳产量、干胶含量均具有显著影响,相对湿度越大、产胶量越高.[结论]橡胶树产量主要由基因型决定;相对湿度对橡胶树产量有显著影响,割胶前3d逐日平均相对湿度和割胶当天平均相对湿度越大、产量越高.     

橡胶素(Hevein)和几丁质酶在橡胶树排胶中的作用

用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺电泳技术初步研究了橡胶树排胶过程中单位质量排出的胶乳、胶塞、胶盖和胶塞以下的树皮(不排胶树皮)中的橡胶素和几丁质酶含量的动态变化.结果表明,单位质量外排胶乳中橡胶素和几丁质酶含量依次降低,且停排后复割的胶乳中2种蛋白含量有明显的恢复;单位质量胶塞中的橡胶素和几丁质酶含量在排胶过程中逐渐上升,胶盖中含量最高;而胶塞以下不排胶树皮在排胶过程中橡胶素和几丁质酶含量均无明显变化.表明这2种蛋白可能在橡胶树排胶过程中起着非常重要的作用.     

中国热带农业科学院橡胶研究所科研成果入选《Nature》研究亮点

正6月2日,《Nature》在"Research Highlights"栏目下以"Genetic clues to more rubber"为题,对中国热带农业科学院橡胶研究所唐朝荣团队的橡胶树基因组及产胶生物学研究新成果进行了报道。该研究获得了一个高质量橡胶参考基因组,提出橡胶物种进化和乙烯刺激产胶新观点。相关结果将极大推动橡胶树功能基因组学研究、重要分子标记发掘和高产优质抗逆遗传改良。以上研究成果已于2016年5月23日以Open access形式在     

世界橡胶木产销及其发展前景

橡胶树是一种经济作物,主要以采集胶乳为目的,橡胶木材是橡胶树的副产品。橡胶树的经济周期为25～30年,30年后,橡胶树产胶量下降,只能采取更新措施,开发橡胶木材。过去,在大多数国家,橡胶木只被当作一种便宜的燃料,用于烧窑制砖、烘烤烟叶和薪柴等等。由于橡胶木材具有色泽浅、容易着色、木材花纹美观、价格低廉、加工性能好等优点,因而具有更高的使用价值和利用潜力。     

马来西亚滥用刺激剂导致胶乳停流

橡胶价格高涨,许多小胶农在利益驱动下,采用刺激剂刺激割胶。但是这些人不知道何时和如何正确采用刺激剂,导致橡胶树树干干化,不再产胶。     

橡胶树PR107气刺微割排胶影响面胶乳pH值测定及分析

橡胶树胶乳产量与排胶影响面的大小呈显著正相关,排胶影响面的确定有助于科学规划割面、评估新的采胶方式、探索胶树再生合成部位等。本研究通过测定割胶前后胶树不同高度的胶乳pH值,分析其变化规律,确定胶树的排胶影响面。结果表明,乙烯刺激改变了胶树胶乳pH值的空间分布,割胶后胶树胶乳pH值逐渐回复原有水平。     

入侵植物薇甘菊对橡胶树小苗生长和叶绿素荧光特征的影响

通过测定薇甘菊水浸液、茎叶覆盖和不同种植密度对盆栽橡胶树小苗生长和橡胶树小苗与薇甘菊叶绿素荧光特性来研究入侵植物薇甘菊对橡胶树小苗生长的影响,探讨橡胶树和薇甘菊间的化感与竞争潜能。结果表明,薇甘菊鲜样水浸液0.25 g/mL处理6个月后对橡胶树籽苗芽接小苗的茎围生长有显著促进作用,而对小苗的株高生长无显著作用。薇甘菊茎叶覆盖处理6个月后对橡胶树芽接小苗茎围增量显著高于种植薇甘菊1株处理,而与其它处理没有显著差异;在处理后3和9个月,各处理间均没有显著差异。实际光化学量子产量（Yield）也反映了薇甘菊水浸液0.25 g/mL和薇甘菊覆盖处理的橡胶树小苗光合效率高。因此,在试验的时间内和条件下,薇甘菊植株对橡胶树小苗还未造成不良影响,薇甘菊水浸液和茎叶覆盖能促进橡胶小苗生长,生产上可以用作有机绿肥,但必需晒干以免造成入侵危害。     

Cu离子对巴西橡胶树组织培养的影响

巴西橡胶树是重要的经济作物,微量元素Cu对巴西橡胶树组织培养成胚、生根及组培苗生根有重要影响。试验以巴西橡胶树花药为外植体,以改良MSB为基础培养基,改变其中Cu的浓度,进行试验,寻找最佳的微量元素Cu的含量。结果表明:培养基中不同铜元素的添加量,对巴西橡胶树胚状体及组培切苗的生根产生明显的促进及抑制作用。     

巴西橡胶树胶乳蛋白质组学研究综述

巴西橡胶树胶乳高速离心后大致可分为橡胶粒子、C-乳清和黄色体3种组分,这些组分中含有约200种不同的蛋白质。随着蛋白质组学的发展,巴西橡胶树胶乳蛋白质组学的研究已相继展开。本文综述近年来巴西橡胶树胶乳蛋白质组学的研究,提出了其存在的问题并进行了展望。     

巴西橡胶树胶乳中IAA和iPA含量的季节变化及其与产量的关系

采用酶联免疫检测技术测定了3种由巴西橡胶树花药离体组织培养的无性系组成的芽接树PR107/热研88-13、PR107/海垦2和PR107/大丰99接穗（PR107）胶乳中生长素（IAA）、细胞分裂素（iPAs）的含量在一年中不同季节的变化情况,同时利用DH925A型微波胶乳测试仪测定了胶乳干含（DRC）,分析了它们之间的相互关系,结果表明：同一嫁接组合材料在不同月份采胶,胶乳中IAA或iPA含量差异极显著,胶乳中IAA和iPA含量受季节影响明显;割胶对胶乳中IAA和iPA含量有显著的影响,割胶后二者含量成倍增加;不同砧木材料（热研88-13、海垦2和大丰99）对同一接穗（PR107）胶乳中的IAA和iPA含量的影响是不同的,二者的含量在不同嫁接组合中存在显著差异;IAA、IAA/iPA与胶乳干含呈显著正相关,iPA与胶乳干含的相关性不显著（但接近显著相关水平）。表明IAA和iPA参与了产胶调节;干胶产量与胶乳中IAA和iPA含量及IAA/iPA比值具有一定正相关关系,但相关性不显著。     

橡胶树热研7-20-59、PR107、RRIM600品种生理特性比较

[目的]研究橡胶树高产品种热研7-20-59的生理特性,为该品种生产应用时设计适宜的割胶制度提供理论依据,保证其高产稳产。[方法]以热研7-20-59、PR107、RRIM600等3个橡胶品种为试验材料,采用胶乳生理诊断方法,比较不同品种的干胶产量及各项生理指标。[结果]3个品种的年株干胶产量、胶乳干胶含量、总固形物含量、蔗糖含量、硫醇含量从大到小顺序均为PR107、热研7-20-59、RRIM600,无机磷含量、镁离子含量从大到小顺序为热研7-20-59、PR107、RRIM600。[结论]热研7-20-59胶乳再生能力强,蔗糖利用率高,乳管代谢活性强,是一个综合性状优良的高产品种,可适当采用乙烯利刺激。     

橡胶树胶乳均一化全长cDNA文库的构建与EST测序分析

 【目的】构建橡胶树胶乳均一化全长cDNA文库,降低胶乳中存在的高丰度表达基因的拷贝数,提高胶乳表达基因的分离鉴定和EST测序分析效率。【方法】以橡胶树无性系热研7-33-97的胶乳为材料,将胶乳全长cDNA与Gateway供体载体pDONR222重组,构建了橡胶树胶乳的非剪切型全长cDNA原始文库,经检测原始文库的滴度为6.0×106 cfu/mL,平均插入片段长度大于1.5 kb,重组率约为100%,全长cDNA比例约为76%;利用基因组DNA饱和杂交技术对胶乳原始cDNA文库进行均一化处理,构建橡胶树胶乳的均一化全长cDNA文库。【结果】胶乳均一化全长cDNA文库的总库容量(总CFU)为1.87×105,重组率大于95%。定量RT-PCR检测表明,橡胶树胶乳2个高丰度表达基因,即小橡胶粒子蛋白(SRPP)和橡胶延长因子(REF)基因,在均一化cDNA文库中的表达量均下降了约1 000倍。【结论】构建了均一化效果良好的橡胶树胶乳全长cDNA文库,并对文库中随机的12 000个克隆进行了测序,获得高质量的有效EST(expressed sequence tag)序列为11 951条,经拼接共获得单一基因(unigene)为3 394个,其中包括片段重叠群(contig)2 061个和单一EST序列(singlet)1 333个。此cDNA文库将可用于橡胶树功能基因组研究、新基因筛选、高通量EST测序以及橡胶树胶乳cDNA芯片的制备。     

橡胶树HbSUT3的分子进化分析

【目的】揭示HbSUT3的分子进化特点,及其与产量的相关性。【方法】克隆获得橡胶树5个大规模推广品种、9个1981′IRRDB野生种质和7个橡胶树属其它种或变种共计21份材料的HbSUT3及其同源基因（统称为SUT3）的cDNA序列,以及其中10个材料的基因组序列,利用MEGA软件(版本4.02)对获得的序列进行基因序列分析,并采用NJ法构建分子进化树。【结果】橡胶树属不同材料的SUT3均由4个外显子和3个内含子组成,其cDNA编码区长度均为1 608 bp;不同材料序列的转换/颠换比均小于2.0,Ks值普遍大于Ka值;系统进化分析显示,高产的橡胶树种质趋于聚为一类,但橡胶属不同种的材料也可以聚在一起。【结论】橡胶树HbSUT3是一个进化相对保守的基因,其分子进化与橡胶树产量性状有一定的相关性,橡胶树属内的不同种和变种可能属于一个物种综合。     

橡胶树高产无性系热研87-4-26选育初报

以自主选育的优良无性系热研87-4-26的初产期林段为研究材料,对其生长情况,开割率,产量,主性状和副性状进行鉴定。结果表明：热研87-4-26年均干胶含量28.42%,极显著高于对照RRIM600;年株产2.03kg/株,显著高于对照;抗寒性较强,2008年寒害级别仅1.11级,略低于对照;蔗糖含量高,胶乳稳定,高产生理基础好,是极具潜力的无性系,值得进一步跟踪观测。     

胶乳生物凝固中活性干菌种的凝固效果比较

比较不同条件下制得的活性干菌种对天然胶乳的凝固效果，结果表明：筛选出最佳载体B与湿菌体配比为2：1，菌体培养时间为2～3d，所制得干菌种对胶乳的凝固效果最好，所制成的活性干菌种和液体菌种一样能进行鲜胶乳的连续凝固。