巴西橡胶树乳管细胞HbWRKY1基因克隆及表达分析

采用PCR和RACE技术,从巴西橡胶树无性系热研7-33-97的乳管细胞中克隆了WRKY转录因子家族的一个成员HbWRKY1。该基因全长为1755 bp,含有1个1440 bp阅读框,编码479个氨基酸。生物信息学分析表明,HbWRKY1含有2个WRKY结构域和C2H2锌指结构基序,与蓖麻、杨树、葡萄、黄瓜、拟南芥的WRKY成员的氨基酸序列同源性分别为64.14%、60.04%、42.54%、40.61%和35.4%,属于Ⅰ类WRKY家族成员。实时荧光定量PCR分析表明,割胶和乙烯显著上调HbWRKY1基因的表达,但茉莉酸和机械伤害对HbWRKY1的表达没有明显影响,表明HbWRKY1可能在乙烯信号途径对防卫蛋白的调节中起重要作用。     

橡胶树胶乳高表达的法尼基焦磷酸合成酶的功能

【目的】天然橡胶生物合成途径是典型的植物类异戊二烯代谢途径,MVA代谢途径是天然橡胶与萜类化合物所需的五碳构成单元IPP和DMAPP生物合成的主要途径之一。由2分子IPP和1分子DMAPP聚合形成的法尼基焦磷酸是乳管细胞天然橡胶生物合成的起始前体,厘清该起始物的合成酶酶学性质不仅有助于阐明天然橡胶生物合成机制,同时也为天然橡胶遗传改良提供酶学理论基础。【方法】对橡胶树热研7-33-97基因组中同源的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶(HbFPS1、HbFPS2、 HbFPS3)进行序列特征分析,优选胶乳中高表达的2个法尼基焦磷酸合成酶基因构建原核表达载体,经蛋白纯化与MALDI TOF质谱确证,并同时进行体外酶活性检测,最终评价其对体外橡胶合成效率的影响。【结果】橡胶树基因组含有的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶都含有特征性的2个保守结构域“DDIMD”和“DDYXD”及相似的三维空间结构,其中胶乳高表达的HbFPS1和HbFPS2基因编码的蛋白氨基酸序列相似性达到95%,说明HbFPS1和HbFPS2 2个冗余基因可能经历了基因组中同源基因的后期拷贝事件。同时HbFPS1和HbFPS2基因能够...     

一种测定巴西橡胶树树皮中过氧化氢含量的方法

研究植物体内 H2O2 的含量变化有助于确认植物提高非生物胁迫耐性的生物技术策略。Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2 比色法灵敏度高、特异性强、稳定性好,广泛用于植物 H2O2 测定,但不同研究所用的反应条件不一致。在本研究中,系统优化了 Ti(Ⅳ)-PAR-H2O2 比色法的反应条件,并比较了丙酮提取法和 TCA 提取法对橡胶树萌条韧皮部 H2O2 的提取效果。结果表明,丙酮提取法稳定性差,TCA 提取法稳定性好。本研究报道了一种简单、快速的测定橡胶树树皮 H2O2 的方法,为进一步研究橡胶树中 H2O2 的生理功能打下良好基础。     

季节、采胶和外源茉莉酸对成龄橡胶树乳管分化的影响

橡胶树树干树皮中的乳管列数目与橡胶产量密切相关。为了建立成龄橡胶树乳管分化的调控技术,笔者采用实验形态学的手段,研究季节、采胶和外源茉莉酸对成龄橡胶树乳管分化的影响。结果表明,在海南岛自然条件下,乳管分化开始于6~7月份,在11月~翌年的5月没有乳管分化;割胶包括正式割胶前的预割能显著提高橡胶树形成层分化乳管的能力,其影响的范围相当大;外施茉莉酸对未开割树和割胶树的乳管分化都有促进作用。这些知识对于发展高效合理的采胶技术可能具有指导意义。     

橡胶树ICE转录因子对盐胁迫的响应及功能鉴定

ICE（inducer of CBF expression）是类似MYC（myelocytomatosis）的bHLH（basic helix-loop-helix）转录因子,在植物应对低温、干旱、高盐等非生物胁迫中起重要的调节作用。本研究通过qPCR分析橡胶树ICE家族成员的表达模式。结果表明：5个ICE家族成员均响应盐胁迫上调表达。在盐胁迫2 h时,HbICE2、HbICE3、HbICE4和HbICE5显著上调表达;在盐胁迫4 h时,HbICE4和HbICE5的表达量达到最大值,其中HbICE4的上调幅度最大;HbICE1在盐胁迫4 h内无显著变化,但在处理8 h时显著上调表达。过表达这5个ICE家族成员均可不同程度地提高拟南芥的耐盐性,其中过表达HbICE4的植株对盐胁迫的抗性最强,在盐胁迫下,野生型拟南芥（WT）全部枯萎,而HbICE4转化植株的存活率为96.29%,平均单株鲜重为0.03 g,平均单株干重为0.0035 g,在HbICE家族成员转化株系中均表现最高。在盐胁迫下,WT和HbICEs转基因植株的电导率均显著增加,叶绿素含量和相对含水量均显著降低,其中HbICE4转化植株的相对电导率的增加幅度最小,叶绿素含量和相对含水量的降低幅度最小。因此,HbICE4转化植株的抗盐性可能与增强膜系统的稳定性和减缓叶绿素降解和保持相对含水量有关。该研究结果对橡胶树HbICE家族成员的生物学功能有了新的认识,有望为改良农作物耐盐性提供候选靶基因。     

巴西橡胶树HbCCoAOMT基因克隆及其表达分析

木质素是植物细胞壁的成分之一,其含量高低影响到细胞壁的弹性。橡胶树乳管膨压是割胶后胶乳排出的初动力,乳管细胞壁的物理性能可能是影响乳管膨压的因素之一。本研究采用QRT-PCR和RACE技术,从巴西橡胶树无性系CATAS7-33-97的乳管细胞中克隆到一个木质素合成关键酶CCo AOMT基因的同源基因,命名为HbCCoAOMT。该基因的开放阅读框为741 bp,编码1个由246个氨基酸残基组成的蛋白质。该蛋白质分子量为27.76 ku,理论等电点为5.255。实时荧光定量PCR结果表明,割胶和乙烯利处理均下调HbCCoAOMT基因在胶乳中的表达。该基因的表达量以及内层树皮的木质素含量在两个橡胶树品种(CATAS8-79和PR107)间存在显著差异。HbCCoAOMT差异表达可能影响到乳管细胞木质素含量和乳管细胞壁的物理性能。     

苯丙氨酸解氨酶研究进展

苯丙氨酸解氨酶（phenylalanineammonia-lyase,PAL,EC4．3．1．5）广泛存在于各种植物和少数微生物中。它是连接生物初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢第一步反应的酶,是苯丙烷类代谢的关键酶和限速酶,也是苯丙烷类代谢途径中研究最多的酶。综述PAL的存在与分布、基本特性、在植物和微生物中的研究现状,重点介绍植物PAL的基因结构、表达特点以及基因表达调控机制,为PAL的深入研究指明了方向。     

强割对不同排胶特性的橡胶树品系胶乳生理生化参数的影响

以不同排胶特性的巴西橡胶树 PR107 和 CATAS 8-79 无性系的成龄树为材料，研究强割处理对胶乳中橡胶生 物合成相关生理参数和基因表达的影响。结果表明，强割处理的 PR107 和 CATAS 8-79 品系的胶乳中，HblMYC1 基因 表达量均呈现先上升后降低的模式，且在强割第 3~4 刀时达最大值，后期的 HblMYC1 基因表达量低于初始水平。胶乳 干胶含量的变化趋势与 HblMYC1 基因表达量的趋势一致，而排胶时间、胶乳产量和干胶产量这 3 个生理参数也呈现先 上升后降低的趋势，但在强割的第 5~6 刀时达才到最大值，后期恢复到初始水平。对强割处理胶乳中的各项生理参数 及 HblMYC1 基因表达量进行相关性分析，发现 PR107 品系的胶乳产量、干胶含量与干胶产量三者间均呈极显著正相关， 干胶含量与 HblMYC1 基因表达呈极显著正相关；CATAS 8-79 品系的排胶时间与胶乳产量呈极显著正相关，排胶时间、 胶乳产量、干胶含量三者与干胶产量呈极显著正相关。研究结果表明，在强割条件下的胶乳生理参数和 HblMYC1 基因 表达量之间存在相关性，且能够更快速反映出橡胶树品系的橡胶生物合成特性，为利用分子生物学技术指导制定适宜 的橡胶树割胶制度提供理论依据。     

巴西橡胶树FKBP基因家族成员的鉴定及表达分析

FKBP蛋白是PPIase蛋白酶家族的重要成员,在植物生长发育及响应外界胁迫中起关键调控作用。利用已发表的水稻和拟南芥FKBP序列为诱饵,本研究从橡胶树全基因组数据中鉴定出23个HbFKBPs。进化树分析表明这些成员可归为三个亚类;基因结构结果显示每个成员至少含有两个内含子,且亲缘关系较近的成员具有类似的内含子数目和排布方式;转录组数据分析表明HbFKBPs在橡胶树不同组织、叶片不同发育时期及乙烯利处理后不同阶段胶乳中的表达存在差异。橡胶树HbFKBPs的鉴定为深入探索橡胶树生长发育及响应外界胁迫中的分子机制提供一定基础。