巴西橡胶树HbACO16基因的克隆与功能分析

天然橡胶是一种战略性工业原料,中国消费的天然橡胶严重依赖进口。外源乙烯刺激可以激活橡胶树树皮乙烯的合成并提高橡胶树胶乳产量,但是其分子机制仍不清楚。1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)是植物体内乙烯生物合成途径中的关键酶,本研究从橡胶树树皮中克隆了预测的HbACO16的编码序列,通过生物信息学对其理化性质进行初步分析,该基因编码362个氨基酸,等电点为6.04,预测蛋白大小为48 kD。为了进一步验证其体外酶活性,在大肠杆菌中表达了HbACO16的重组蛋白,结果表明HbACO16重组蛋白不具有ACO酶活性。本研究为解析橡胶树内源乙烯合成中关键蛋白ACO的生理功能提供了参考。     

不同品系橡胶树的组份及生胶性能研究

为了利于天然橡胶研发利用,利于橡胶制品选材,顺应可持续发展战略,提高天然橡胶制品经济效益,笔者研究了RRIM600、热研7-20-59、热研8813、热研7-33-97、PR107和热研8-79这6种橡胶树品系的天然橡胶鲜胶乳性能、生胶性能和混炼胶的硫化特性以及硫化胶的物理机械性能。结果表明：不同品系天然胶乳的化学成份、生胶性能存在差异;热研8-79的干胶含量最高,杂质含量最高;热研7-20-59的灰分含量、丙酮溶物含量最高;热研8-79和热研7-33-97的硫化胶所需的正硫化时间最长,而热研88-13所需的正硫化时间最短;RRIM600物理机械性能最好。     

13份橡胶树新种质对已烯利刺激割制的生理反应

我国橡胶树新种质创新利用进展缓慢,为了深入全面的鉴定橡胶树新种质,加速其利用进程,笔者以RRIM600为对照,采用常规割和乙烯利刺激割制,对我国1986年定植于大田鉴定评价圃的13份橡胶树新种质的干胶含量、干胶产量、排胶初速度、堵塞指数、胶乳硫醇、无机磷、蔗糖及镁离子含量等生理参数进行了测定分析。结果表明：单从胶乳生理特性而言,并不能从参试种质材料中筛选出特别优良的种质供生产中直接利用,且乙烯利刺激割制下参试材料株次干胶产量均不及对照品种,但9、13号种质在乙烯利刺激割制下表现出了较好的胶乳生理状况,显示出了良好的产胶潜力。     

热研8-79旺产期开割树生理特性研究初报

以中国中规模推广级早熟高产品种热研8-79旺产期开割树为材料,测定了产量、干含、蔗糖、无机磷、硫醇和镁离子等指标变化,以期研究该品种的生理特性和对s/2d/3+ET1%刺激割胶制度的适应性.结果表明,无刺激条件下,相对于生理基本平衡的RRIM600品种,热研8-79具有高糖、高硫醇和高产的特性;刺激后产量增加不明显,胶乳的稳定性增强,但耱和干胶含量有所下降,显示出部分生理疲劳效应.根据该品种产量很高、较易死皮的特点,生产中刺激割胶应遵循低浓度低频率原则,同时必须加强施肥,提高管理水平.     

橡胶树品种‘湛试327-13’乙烯响应分子机制分析

橡胶树‘湛试327-13’新品种兼具抗寒和高产的特性,揭示其在乙烯刺激后的分子机制有利于精准鉴定和选育种质资源。本研究以1.5%乙烯利处理橡胶树‘湛试327-13’开割树为材料,利用荧光定量技术分析胶乳和树皮中活性氧淬灭酶、蔗糖转运蛋白和橡胶生物合成关键酶等基因的表达规律,结果表明：乙烯利处理并连续割6刀后,橡胶树活性氧淬灭酶、蔗糖转运蛋白、胶乳抗性和橡胶生物合成关键酶基因在树皮表达量高于其在胶乳中表达量。与对照相比,随着割胶刀数的增加,‘湛试327-13’树皮脂肪氧化酶(HbLOX1)和过氧化物酶基因(HbPOD1)基因表达显著上调,最高为22.15和31.95倍;蔗糖转运蛋白HbSUT1、HbSUT2a分别提高66.11和58.50倍;几丁质酶(HbCHI)、葡聚糖酶(HbGLU)和橡胶素(HbHEV)分别提高16.93、8.09和10.37倍;橡胶生物合成关键酶基因HbGGPPS和HbHMGS1分别提高了14.71和15.05倍。说明乙烯刺激橡胶树后,‘湛试327-13’胶乳和树皮中活性氧淬灭酶、蔗糖转运蛋白、胶乳抗性和橡胶生物合成关键酶基因依次高表达且持续时间长达6刀(18 d...     

热研8-79旺产期开割树产胶生理特性研究初报

以我国中规模推广级早熟高产品种热研8-79旺产期开割树为材料,测定了产量、干含、蔗糖、无机磷、硫醇和镁离子等指标变化,以期研究该品种的生理特性和对s/2d/3+ET1%刺激割胶制度的适应性。结果表明,无刺激条件下,相对于生理基本平衡的RRIM600品种,热研8-79具有高糖、高硫醇和高产的特性;刺激后产量增加不明显,胶乳的稳定性增强,但糖和干胶含量有所下降,显示出部分疲劳生理效应。根据该品种产量很高、较易死皮的特点,生产中刺激割胶应遵循低浓度低频率原则,同时必须加强施肥,提高管理水平。     

巴西橡胶树HbRPB11基因的克隆与表达分析

橡胶树树皮中的次生乳管是天然橡胶合成和贮存的主要场所。生产上施用乙烯利通过延长橡胶树割胶后的排胶持续时间,调节胶乳代谢,从而达到增产的目的。但目前对于转录复合体关键成员RNA聚合酶Ⅱ在胶乳代谢过程中的动态变化尚不清楚。本研究采用RACE和RT-PCR方法,从橡胶树无性系CATAS7-33-97的胶乳中克隆到编码RNA聚合酶Ⅱ关键亚基RPB11的同源基因,命名为HbRPB11。该基因全长659 bp,包含351 bp的开放阅读框,编码一个由116个氨基酸残基组成的蛋白质。该蛋白质分子量为13.53 k D,理论等电点为5.934。实时荧光定量PCR结果表明,HbRPB11在橡胶树的多个组织中均有表达,其中在成熟叶片和胶乳中的表达量最高,并且受割胶和乙烯利处理显著上调。橡胶树不同种质间的表达模式分析显示HbRPB11基因在橡胶合成效率高的种质中的表达量要显著高于橡胶合成效率低的种质,表明该基因的表达量与橡胶合成效率呈正相关性,有可能作为生产上筛选高效合成橡胶种质材料的分子标记。     

巴西橡胶树幼叶和成熟叶比较蛋白质组学初步研究

为研究不同发育时期橡胶树叶片的功能代谢及揭示天然橡胶胶乳的合成调控机制,本研究以巴西橡胶树古铜期幼嫩叶片（幼叶）和稳定期完全成熟叶片（成熟叶）为实验材料,提取蛋白并进行双向电泳分离,结果发现幼叶与成熟叶相比,蛋白表达图谱差异显著,鉴定出的已知蛋白中多数参与了碳代谢及蛋白的翻译后修饰功能。本研究建立了成熟的巴西橡胶树叶片比较蛋白质组学研究的技术体系,获得了高分辨率的叶片蛋白双向电泳参考图谱,鉴定出来的腈裂解酶A链,核酮糖1,5-二磷酸羧化酶和肌动蛋白等在幼叶和成熟叶片中的表达量不同,这些结果为进一步揭示天然橡胶合成调控机制提供了一定的技术支撑与实验数据,对天然橡胶合成机制的研究以及其它热带植物叶片的蛋白质组学研究具有一定的参考意义。     

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。     

施钾对油菜酶活性的影响及其与产量品质的关系

研究了施钾对湘油13号的几种酶活性的影响及其与产量和品质的关系。结果表明：增施钾肥，促进油菜果壳和叶片的蔗糖磷酸合成酶（SPS）及籽粒的蔗糖合成酶（SS）和磷脂酸磷酸酯酶活性提高，使籽粒产量、收获指数和种子含油量增加；同时，促进油菜籽粒、果壳、叶片的谷氨酰胺合成酶（GS）活性和蛋白氮、非蛋白氮、总氮含量的提高，使种子蛋白质含量增加；增放钾肥有利协调油菜高产和高含油量及蛋白质含量的形成。     

巴西橡胶树热研88-13和热研8-79品种的核型分析

本研究采用常规压片法对巴西橡胶树高产品种热研88-13和热研8-79的染色体数目和核型进行了研究。结果表明,热研88-13与热研8-79的体细胞染色体数目均为2n = 36,热研88-13的核型公式为2n = 2x = 36 =28m + 8sm (4 SAT),热研8-79的核型公式为2n = 2x = 36 = 28 m + 8sm (2 SAT),二者均属于Stebbins核型的2B型。     

低温胁迫对大豆花期叶片蔗糖代谢及产量的影响

为了研究低温胁迫对大豆花期产量形成的影响,以‘垦丰16’（耐冷型品种）和‘合丰50’（冷敏感型品种）为试验材料,采用盆栽试验,测定了叶片蔗糖含量以及代谢相关酶活性,成熟期测产。结果表明,大豆花期低温胁迫显著降低了大豆的株高和产量,底荚高度增加,随低温胁迫时间的延长,减产损失逐渐增加,与对照相比,‘合丰50’减产幅度为10.29%~30.88%,‘垦丰16’减产幅度为9.58%~24.22%,敏感品种的减产幅度大于耐冷品种。叶片内的淀粉和蔗糖含量随胁迫时间延长逐渐降低,果糖含量随胁迫时间延长逐渐增加,酸性转化酶、中性转化酶和蔗糖合成酶活性提高,蔗糖磷酸合成酶活性被抑制。低温恢复期间（低温处理4天后自然环境下恢复1~4天）上述指标呈现相反的变化趋势,不同品种间呈现相同的变化趋势。大豆花期遭遇低温胁迫致使蔗糖分解代谢加快,合成途径受到抑制,叶片内的蔗糖含量急剧减少,并且其危害不能在4天内恢复,这不利于大豆产量的形成,推断这是低温胁迫造成大豆减产的重要原因之一。     

施氮量对济麦20旗叶光合特性和蔗糖合成及籽粒产量的影响

在田间高产条件下,研究了施氮量对强筋小麦品种济麦20旗叶光合特性、蔗糖合成及籽粒产量的影响。结果表明,在0～168 kg hm^-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶蒸腾速率提高,气孔导度增大,细胞间隙二氧化碳浓度降低,旗叶净光合速率与蔗糖磷酸合酶活性显著提高,从而促进旗叶蔗糖合成,提高生物产量、籽粒产量和氮肥利用率;施氮量增加至240 kg hm^-2,旗叶净光合速率、蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖含量和生物产量显著提高,但收获指数降低,籽粒产量和氮肥利用率无显著变化。施氮量继续增加至275 kg hm^-2,旗叶蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值和净光合速率均显著降低,细胞间隙二氧化碳浓度则显著升高,旗叶光合作用受非气孔限制,蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖含量、生物产量和收获指数均显著降低,籽粒产量减少,氮肥利用率降低。在本试验条件下,济麦20的适宜施氮量为168~240 kg hm^-2。     

大豆叶片可溶性糖代谢动态变化与相关酶活性的研究

选用6个大豆品种,研究了大豆叶片可溶性糖代谢的动态变化,并检测了相关代谢酶的活性,结果表明:不同大豆品种叶片可溶性糖含量变化规律较为一致,呈单峰曲线变化,峰值出现在开花期,秣食豆叶片可溶性糖含量显著高于栽培大豆,栽培大豆间没有表现出明显的差异性。蔗糖合成酶分解方向的活性显著大于合成方向的酶活性,说明在大豆蔗糖合成酶代谢中分解方向是主要的,蔗糖合成酶分解方向与叶片蔗糖含量间具有负相关性,其中绥农14达到了极显著负相关水平。蔗糖磷酸合成酶与蔗糖含量间表现为正相关性,其中丰收10达到显著正相关水平,蔗糖磷酸合成酶催化蔗糖合成的过程是不可逆的,说明在大豆叶片中蔗糖磷酸合成酶是合成蔗糖的关键控制性酶。     

乙烯刺激对橡胶树磷素营养代谢的影响

为分析乙烯对橡胶树磷素营养代谢的影响,以PR107、RY7-33-97、RY8-79三个品系为材料进行总固形物含量、全磷、无机总磷、B-乳清无机磷、C-乳清无机磷、核酸等生理指标与磷转运蛋白Hbpht1:1基因表达在一个乙烯刺激周期内相关性分析。结果表明:不同品系的橡胶树对乙烯敏感性不同:PR107对乙烯刺激最敏感、RY7-33-97次之、RY8-79最不敏感。每个刀次内,乙烯刺激割胶使Pi随排胶时间延长不断流失,乙烯处理组与对照组磷转运基因Hbpht1:1表达量均有不同程度上升,其中,乙烯处理组表达量显著高于乙烯不处理组。磷转运基因Hbpht1:1表达量变化与生理指标的变化有明显相关性。本研究为橡胶分子育种提供依据。     

不同氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明：在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160kg/hm²)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160kg/hm²可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160kg/hm²）可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160kg/hm²。     

氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明:在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160 kg/hm2)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160 kg/hm2可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160 kg/hm2)可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160 kg/hm2。     

花铃期干旱对不同部位棉铃对位叶糖代谢及铃重的影响

以美棉33B为材料,于棉花中部果枝开花时进行干旱处理(土壤相对含水量由(75±5)%自然减少直至吐絮),研究花铃期干旱对棉铃对位叶糖代谢及铃重的影响。结果表明,花铃期干旱处理,棉铃对位叶净光合速率降低,且中部降幅上部下部;棉铃对位叶可溶性糖含量下部和上部果枝增加而中部降低,蔗糖含量增加而淀粉降低,表明干旱促进叶片光合产物向蔗糖分配;棉铃对位叶蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶活性降低、酸性转化酶活性先降低后增加,且对中部和上部的影响大于下部,表明蔗糖合成受抑制,而其降解先抑制后促进,降低可供外运的蔗糖水平。干旱条件下铃重降低,中部降幅上部下部。因此,棉铃对位叶蔗糖合成减少和外运受抑制是花铃期干旱条件下铃重降低的蔗糖代谢基础。     

脱落酸与赤霉素对瓜尔豆蔗糖代谢酶类的影响

研究了脱落酸与赤霉素对瓜尔豆叶片和种子发育过程中糖代谢相关酶活性的影响。结果表明,脱落酸与赤霉素处理均能降低酸性转化酶活性,赤霉素(500mg/L)对中性转化酶与酸性转化酶活性降低程度最大。赤霉素(500mg/L及750mg/L)在整个生育期增加叶片蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,脱落酸(2.64mg/L,1.32mg/L及3.96mg/L)及赤霉素(250mg/L)均不同程度地降低蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性。各处理间差异达到显著水平。低浓度的脱落酸(1.32mg/L)降低种子中性转化酶和蔗糖磷酸合成酶活性;高浓度的脱落酸(2.64mg/L及3.96mg/L)能提高种子的中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性。低浓度的赤霉素(250mg/L)能相对降低瓜尔豆种子内的中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,而高浓度的赤霉素(500mg/L及750mg/L)则明显地升高中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,表现出较强的蔗糖合成与分解能力。 ;     

棉花不同品种叶片和纤维中蔗糖磷酸合成酶活性变化 及其与糖含量的关系

利用山农棕02、丰抗6号、中棉45 3个品种在大田栽培的条件下，研究了叶片和纤维中蔗糖磷酸合成酶活性的变化及与糖含量的关系。结果表明，在3个品种的叶片和纤维中，蔗糖磷酸合成酶活性均出现双峰，在开花当天最高，花后18d次之，整体呈下降趋势；与此同时可溶性总糖和蔗糖的含量变化以及光合速率的变化也成相似的变化。3个品种中，丰抗6号蔗糖磷酸合成酶活性和含糖量最高，中棉45次之，山农棕02最低。3个品种的相应观测指标之间均呈极显著差异。