巴西橡胶树多聚遍在蛋白基因的表达分析

研究中发现橡胶树胶乳中的橡胶粒子膜上存在遍在蛋白（Ubiquitin)，天然橡胶就是在橡胶粒子上合成的，一些与橡胶合成相关的酶或蛋白就位于橡胶粒子膜上，为了探讨多聚遍在蛋白（Polyubiquitin)基因在天然橡胶合成中可能的调节作用，对橡胶树Polyubiquitin基因的表达进行了研究，Northern blot分析表明，Polyubiquitin基因在橡胶树叶片，树皮和胶乳中都表达，在胶乳中的表达量比叶片和树皮中的高。用外源乙烯和茉莉酸处理的末开割橡胶树和开割橡胶树进行处理后，均可引起Polyubiquitin基因表达增强，未开割橡胶树对外源乙烯和茉莉酸处理比开割橡胶树的反应敏感。     

巴西橡胶树中2个NADP-苹果酸酶基因的克隆和表达特性分析

从橡胶树中克隆2个NADP-ME(苹果酸酶)基因的全长cDNA,分别命名为HbNADP-ME1和HbNADP-ME2。HbNADP-ME1和HbNADP-ME2 cDNA全长分别为2 428、2 139 bp,分别编码643、593个氨基酸组成的蛋白,二者的氨基酸序列一致性高达87.25%,且分别与蓖麻和杨树的一个NADP-ME序列具有较高的序列一致性。2个HbNADP-ME蛋白都含有典型的植物NADP-ME蛋白的保守结构域,均富含亮氨酸(Leu),同属于非分泌型稳定蛋白。2个HbNADP-ME基因在橡胶树不同组织中的表达存在明显差异,在根中的表达量最高,种子和花中的表达量次之;另外,HbNADP-ME1基因在胶乳中受机械伤害有下调表达趋势,HbNADP-ME2基因在胶乳中受割胶处理也表现出下调表达趋势,而低温胁迫则显著诱导2个基因在叶片和根中的表达。结果说明,HbNADP-ME基因可能参与橡胶树的抗逆应答及代谢调控(包括胶乳代谢调控)。此结果为深入揭示橡胶树中NADP-ME基因的功能奠定了基础。     

不同沉淀剂对酚抽法提取植物蛋白质效果比较分析

酚抽法已经逐渐成为植物蛋白质组研究中通用的蛋白质提取方法,但在各种改进酚抽法中,应用到的沉淀试剂各不相同,致使蛋白沉淀得率、纯度和沉淀时间也各异,本研究以热带植物橡胶树叶片、胶乳和海马齿叶片为研究材料,在过饱和硫酸铵甲醇溶液、醋酸氨甲醇溶液和丙酮溶液沉淀剂下对比蛋白提取的效果,通过单向电泳检测、胶图质量分析、质谱鉴定、蛋白沉淀时间和得率比较,发现3种沉淀剂提取的蛋白样品1-DE图谱显示的蛋白条带数量均较多,但醋酸铵沉淀法提取蛋白图谱有条纹不清晰现象。得出结论：丙酮沉淀法对橡胶树叶片和胶乳蛋白质的提取率较高,硫酸铵沉淀法对海马齿叶片蛋白质提取率较高。过饱和硫酸铵甲醇溶液和丙酮沉淀剂提取的蛋白质质量较高,所得蛋白图谱背景清晰,质谱鉴定蛋白质信息量大。研究结果可优化提取高质量植物蛋白质的方法,并有望为顽拗类植物蛋白质组学研究提供参考。     

橡胶树胶乳RNA简易提取和保存方法的比较探索

针对巴西橡胶树胶乳RNA的提取方法存在操作复杂、步骤多、时间长、保存条件要求苛刻等问题以及橡胶树胶乳远距离、长时间采样的诸多不便等问题，介绍一种具有操作简单、实验时间短、步骤少等优点的简易巴西橡胶树胶乳RNA提取方法和一种适于长时间保存胶乳的方法。该方法仅仅以DEPC水为提取液，提取的RNA浓度可以达到为0.722 μg/mL，纯度OD260/OD280在2.0～2.2之间，总RNA提取量为36.1 μg/mL，可以满足后续分子生物学实验RT-PCR和RACE的要求；对在冰上保存1～10 d的胶乳提取RNA，浓度在0.502～0.722 μg/mL之间，OD260/OD280在1.8～2.4之间，总RNA的提取量在20.8～35.44 μg/mL之间。     

橡胶树2个胶乳转化酶基因的原核表达

转化酶是控制橡胶树胶乳蔗糖代谢和影响胶乳(橡胶)产量的关键酶。将已克隆的2个橡胶树胶乳转化酶基因(HbNIN1、HbNIN2)的编码区插入到原核表达载体pET28a上,经酶切和测序鉴定,成功获得了读框准确的转化酶表达载体(pET-HbNIN1和pET-HbNIN2);再将表达载体转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3),对其培养温度、IPTG诱导浓度和培养时间进行优化表达。结果表明,携带2个转化酶基因表达载体(pET-HbNIN1和pET-HbNIN2)的大肠杆菌转化子分别在28℃和37℃条件下,经浓度1.0 mmol/L IPTG诱导6 h实现了目标蛋白(HbNIN1和HbNIN2)的原核高效表达,表达量大于菌体总蛋白的20%,目标蛋白主要以包涵体形式存在。该结果为进一步研究这2种转化酶蛋白的分子特性和抗体制备奠定基础。     

一种测定巴西橡胶树胶乳中过氧化氢含量及其在胶乳各组分中分布的方法研究

胶乳活性氧产生与清除失衡是导致橡胶树发生死皮的一个重要因素。由于直接用丙酮提取胶乳中的过氧化氢,存在测定结果重复性不好和准确性不高的问题。笔者在加入丙酮前使用不同提取液对胶乳样品进行预处理,在加入丙酮后使用萃取剂,建立了一种适合测定胶乳中过氧化氢的方法,发现胶乳中的过氧化氢主要分布于C-乳清和黄色体组分,为进一步研究橡胶树乳管活性氧代谢打下良好基础。     

橡胶树叶柄愈伤组织乳管细胞的组织化学和分子生物学研究

橡胶树乳管分化研究主要以树皮为研究材料。本研究通过组织化学染色法、尼罗红荧光染色法、免疫组织化学法和分子生物学方法证实橡胶树叶柄来源的愈伤组织中存在乳管细胞。乳管细胞在叶柄愈伤组织中随机分布,分布模式类似橡胶树初生乳管;叶柄愈伤组织乳管细胞在发育早期时橡胶粒子较少,在发育后期时充满橡胶粒子。RT-PCR扩增出叶柄愈伤组织乳管细胞的橡胶延伸因子(REF)、小橡胶粒子蛋白(SRPP)、橡胶凝集素(hevein)和橡胶转移酶(CPT)等胶乳特异基因的转录本,经比对它们序列与所报道的橡胶树树干胶乳中表达的基因序列一致,表明橡胶树叶柄愈伤组织乳管细胞拥有树皮乳管细胞相似的功能,为叶柄愈伤组织作为一种新型的研究乳管分化的模式提供了科学依据。     

不同采胶强度下橡胶树胶乳C-乳清蛋白的双向电泳初析

选取采胶强度分别为严重过度、适中、严重不足的橡胶树胶乳,高速离心分离得到C-乳清,提取C-乳清中的蛋白质进行双向凝胶电泳,并通过PDQuest软件分析比较.结果表明:采胶强度严重不足的与其它采胶强度的相比,橡胶树胶乳C-乳清的差异表达蛋白质点有17个,其中,14个点相对上调,3个点相对下调:采胶强度适中的与其它采胶强度的相比,橡胶树胶乳C-乳清的差异表达蛋白点质有12个,其中,5个点相对上调,7个点相对下调;采胶严重过度的与其它采胶强度的相比,橡胶树胶乳C-乳清的差异表达蛋白质点有14个,其中,8个点相对上调,6个点相对下调;随着采胶强度的增加而明显上调的蛋白质点有1个:发现采胶强度高的橡胶树较采胶强度低的橡胶树胶乳C-乳清蛋白质下调的数量更多,上调的数量更少.并且采胶强度相差越大.下调与上调的比例也越大.通过研究不同采胶强度下的橡胶树胶乳C-乳清蛋白质差异,找出采胶强度与胶乳C-乳清蛋白质的关系,并利用这种关系进行乙烯刺激采胶强度的判断,进而指导采胶生产和研究.     

巴西橡胶树中谷胱甘肽及其合成代谢途径关键酶活性的研究

硫醇广泛存在于巴西橡胶树胶乳中，其主要成分为还原型谷胱甘肽(GSH)，在橡胶树产排胶和死皮中发挥重要作用。γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γGCS)是催化GSH生物合成的限速酶，谷胱甘肽还原酶(GR)在NADPH作用下催化氧化型谷胱甘肽(GSSG)还原为还原型GSH。GSH的抗氧化能力很大程度上取决于其在胞内的浓度及GSH/GSSG的比率。本研究发现健康橡胶树胶乳中的硫醇含量、γGCS和GR活性高于死皮树。H2O2能增加PR107、RY7-33-97和RRIM600 3个品系橡胶树幼苗叶片中GSH/GSSG比例、γGCS和GR活性，其中RRIM600上调最为明显，PR107变化最小。研究结果为进一步揭示硫醇在产排胶和死皮中的作用提供了实验证据，同时也为阐明橡胶树活性氧与死皮的关系奠定了基础。     

干旱胁迫下橡胶树叶片差异表达蛋白的鉴定与功能解析

干旱是影响橡胶树生长和产胶的重要非生物胁迫.以橡胶树无性系热研7-33-97为试验材料,通过干旱胁迫处理后,提取并纯化样品叶片的总蛋白质,经双向凝胶电泳(2-DE)和胶图分析.结果表明,干旱胁迫与对照样品相比,干旱胁迫10 d和15 d的橡胶树叶片蛋白中共存在38个差异表达蛋白点.采用MALDI-TOF MS分析和数据库检索,对差异表达的蛋白进行鉴定和功能注释,依照功能分类,这些蛋白主要参与胁迫应激响应、能量代谢、光合作用、信号转导以及细胞定位等生物学过程.     

乙烯刺激橡胶树胶乳黄色体蛋白差异初析

巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳中的黄色体作为乳管细胞的一种细胞器,其稳定性受乙烯刺激影响。该试验从蛋白差异角度,选取未开割胶树,应用双向凝胶电泳技术(two-dimensional gel electrophoresis,2-DE),比较在乙烯刺激与未刺激条件下,黄色体蛋白的变化情况。结果表明,按蛋白表达量变化差异3倍及以上分析,胶树在乙烯刺激24h后,上调蛋白5个,下调蛋白2个;在乙烯刺激48h后,上调蛋白7个,下调蛋白1个;综合3个处理,先上调后下调的蛋白8个;先下调后上调的蛋白2个。应用质谱技术鉴定了其中部分差异表达蛋白,并进行初步功能分析,表明未开割橡胶树胶乳黄色体受乙烯刺激后,黄色体蛋白发生不同程度复杂变化,各组处理间变化明显。     

橡胶树不同粒径橡胶粒子结合凝集相关蛋白的分析

橡胶树是重要的产胶植物,其树皮组织中的次生乳管是合成和贮存天然橡胶的主要组织。天然橡胶是从乳管中的胶乳中提炼而成,由特殊的细胞器-橡胶粒子合成。橡胶粒子为半个单位膜的球状结构,内部贮存合成的天然橡胶,外周膜上结合有多种蛋白质,这些蛋白与其执行的功能密切相关。目前对天然橡胶合成相关蛋白的研究较多,对与橡胶粒子凝集相关的蛋白研究甚少。以‘RY7-33-97’胶乳为材料,利用不同的离心速度,分级分离获取不同粒径的橡胶粒子,并进行不同程度的清洗,以Tricine-SDS-PAGE以及Western-blotting技术对橡胶粒子上结合的蛋白进行比较分析。研究结果表明,不同粒径的橡胶粒子上结合的蛋白含量存在差异。小橡胶粒子膜蛋白（SRPP）随着粒径的减小含量明显增加;而橡胶延伸因子蛋白（REF）的含量基本维持稳定,与粒径大小关系不大。存在于C-乳清中的Hev b7胶乳过敏原蛋白和3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）与橡胶粒子有明显的结合;存在于黄色体B-乳清中的β-1,3-葡聚糖酶（Glu）、橡胶素（Hev）和几丁质酶（Chit）均能与橡胶粒子结合,但几丁质酶与之的结合能力最弱。橡胶粒子经清洗后,作为橡胶粒子的主要膜蛋白,SRPP含量随着清洗次数增加明显降低,而REF蛋白含量变化不明显,可见SRPP与橡胶粒子膜的结合紧密程度不如REF;来自C-乳清和B-乳清的凝集相关蛋白随清洗次数增加也明显降低含量。体外孵育小橡胶粒子与不同的蛋白样品,结果表明,橡胶粒子可体外结合多种不同的蛋白,其中多种蛋白都与橡胶粒子的凝集有关。本研究对不同粒径橡胶粒子上结合的凝集相关蛋白进行了初步解析,旨在为阐明橡胶树排胶机制奠定基础。     

橡胶粒子膜蛋白双向电泳体系的建立和质谱初步分析

橡胶粒子是橡胶树乳管细胞中进行橡胶生物合成的一种特殊细胞器。参与橡胶生物合成的橡胶转移酶、橡胶延长因子等重要酶类和相关的蛋白质调控因子均定位于橡胶粒子的表面或镶嵌于橡胶粒子膜中。本研究在SDS-PAGE分离橡胶粒子膜蛋白的基础上,使用pH3￣10非线性IPG胶条进行2-DE双向电泳,成功地分离了橡胶粒子膜蛋白,在2-DE银染胶上共得到约520个蛋白质点,并通过基质辅助激光解吸附飞行质谱(MALDI-TOF)对部分蛋白质点进行了初步分析鉴定。检索蛋白质数据库证明其中的蛋白质点包括橡胶延长因子(REF)和橡胶过敏蛋白Hev3等典型的橡胶粒子膜蛋白,另外还有一些功能未知的蛋白质。从银染2-DE胶上可以看出,REF在橡胶粒子膜蛋白中占有很大的比例,这表明REF在橡胶生物合成中可能具有非常重要的作用。通过比较蛋白质组学研究发现,橡胶粒子膜上存在乙烯和茉莉酸信号响应蛋白。乙烯和茉莉酸对橡胶生物合成的调控作用可能与橡胶粒子膜上存在它们的响应蛋白有关。橡胶粒子膜蛋白2-DE双向电泳体系的建立为全面研究橡胶粒子膜蛋白的组成及其变化奠定了基础。     

茉莉酸刺激的橡胶树胶乳cDNA消减文库的构建及其序列分析

采用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术,构建了外源茉莉酸刺激条件下橡胶树胶乳与未处理橡胶树胶乳差异表达的cDNA消减文库,经蓝白斑筛选共得到121个含有插入片段的阳性克隆。通过菌落PCR的方法分别对阳性克隆的插入片段进行扩增,结果表明,95％左右阳性克隆插入片段的大小在200-600 bp之间。随机选取25个克隆进行测序,并对所得的25条表达序列标签(EST)序列用Blastn(基本局域联配搜寻工具)检索基因文库(genbank),其中10条EST片断可找到碱基序列相似性大于80％以上的同源基因序列,其余15条EST为没有任何功能线索的未知序列。外源茉莉酸刺激条件下橡胶树胶乳cDNA消减文库的构建和在此基础上克隆橡胶树胶乳中JA信号的候选应激基因,将为开展茉莉酸调控橡胶树胶乳代谢和橡胶生物合成的分子机理研究打下基础。     

橡胶树PR107和CATAS8-79中胶乳蛋白的差异分析及磷酸化蛋白的鉴定

橡胶树是合成天然橡胶的重要植物。PR107和CATAS8-79是具有不同产排胶性状的2个无性系。在以往的研究中,胶乳中蛋白表达差异被认为是影响天然橡胶合成的关键因子之一。然而,这2个无性系之间与胶乳产量相关的蛋白质图谱尚未明确。本研究采用蛋白质组学方法对这些蛋白质进行鉴定,有助于探讨巴西橡胶树胶乳合成机理。经双向凝胶电泳和质谱鉴定分析,共获得65个差异表达蛋白信息。通过磷酸化蛋白质组分析,在PR107胶乳中鉴定出31个磷酸化蛋白质,含有74个磷酸化氨基酸残基,在CATAS8-79胶乳中鉴定出80个磷酸化蛋白质,含有166个磷酸化氨基酸残基。橡胶延伸因子/小橡胶粒子蛋白（REF/SRPP）家族成员被鉴定为差异表达蛋白和磷酸化修饰蛋白,这些蛋白在调节天然橡胶合成中起着重要作用。pro-hevein和hevamine也表现出不同的磷酸化修饰水平,它们主要在天然橡胶排胶过程中起作用。一种丝氨酸-苏氨酸蛋白磷酸酶激酶的磷酸化和去磷酸化修饰可能在天然橡胶合成中起调节作用。这些结果为天然橡胶生物合成调控机制的研究提供了新的理论依据。     

橡胶树HbREF3基因的克隆及功能初步分析

橡胶延伸因子（REFs）是橡胶粒子上的一种主要膜蛋白,在橡胶生物合成途径中具有延伸橡胶烃和稳定橡胶粒子等重要作用。对橡胶树不同组织的转录组测序发现,HbREF3在胶乳中具有特异性的高表达,且其在HbREFs基因家族中表达水平也相对较高,仅次于表达丰度最高的HbREF1。HbREF3的开放阅读框为528 bp,编码175个氨基酸,对应的蛋白相对分子质量为19.62 kDa,理论等电点（pI）为5.28。系统进化树分析表明,HbREF3与橡胶树其他HbREFs虽均属于分组Ⅰ,但与HbREF1明显属于不同分支。HbREFs均含有REF保守结构域,但在保守motif的分布上,不同HbREFs蛋白含有保守motif数量不等,HbREF3比HbREF1多了一个motif。生信预测分析表明,该蛋白属于亲水性蛋白,无跨膜结构域,具有14个磷酸化位点。亚细胞定位分析发现HbREF3蛋白定位在内质网上,推测其可能参与橡胶粒子的形成和胶乳的再生。本研究结果为进一步阐明HbREF3基因在橡胶树胶乳再生中的作用机制奠定了基础。     

基于知识图谱的天然橡胶研究热点计量分析

利用文献计量方法结合CiteSpace技术,对2002~2016年Web of Science收录天然橡胶研究文献关键词进行共现分析,以可视化图谱呈现不同时期(2002~2006、2007~2011、2012~2016年)天然橡胶领域的研究热点。结果表明：该领域由早期橡胶树天然橡胶生物合成与调控、产排胶及防御关键蛋白与基因、橡胶林土壤有机碳、生态效应与生物多样性研究,逐渐转向产胶植物天然橡胶生物合成、橡胶树胶乳再生及其对外界刺激或非生物胁迫的响应、橡胶林土地利用变化效应研究;3个时期研究内容由少到多,由浅入深,学科交叉明显。研究热点还涉及橡胶树杂交育种、遗传转化和分子标记等辅助育种、天然橡胶制品胶乳蛋白过敏,天然橡胶微生物降解是新兴研究热点。     

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。