橡胶草资源利用及其天然橡胶合成分子机理研究进展

蒲公英属植物橡胶草因其优异的生境适应性及优良产胶性状表现,现已成为中国天然橡胶生产领域替代巴西橡胶树等限制性植物资源的重要替代作物。本研究从种质资源利用与评价、天然橡胶合成代谢途径、产胶分子机理等方面综述了国内外橡胶草的研究进展、趋势和存在的问题,同时为开展橡胶草资源科学开发、产胶分子特性及原理等相关内容研究提出建议。     

优异种质资源 新疆橡胶草

菊科,蒲公英属多年生草本植物,异地栽培多为 1~2 年生。相对于常见的蒲公英,橡胶草为簇生叶,叶狭倒卵形或倒披针形,叶片光亮无毛,全缘、齿状或波状裂刻,叶片均平贴着地面生长,呈碟形,基本无直立或半直立的叶片。花亭长于叶片,头状花序,黄色舌状花,总苞片浅绿色,顶端具有长而尖的大角,种子较大部分蒲公英小,千粒重约0.4g。多年生的橡胶草根部会形成胶套,可拉出胶丝。此份橡胶草种质资源开花晚,多为第 2 年开花结实,根部橡胶含量高。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

中国油菜产业竞争优势与劣势分析

在综述前人对中国油菜产业国际竞争力研究成果的基础上,结合入世以来国内外油菜产业的发展情况,具体分析了中国油菜产业的竞争优势与劣势。研究表明,中国油菜产业具有气候、品种,劳动力资源丰富,以及国内市场需求空间大的优势,然而在产品质量与流通加工能力上,其竞争劣势显著。     

天然橡胶国际投资发展潜力评估——以科特迪瓦为例

[目的］为给中国天然橡胶产业“走出去”提供科学参考,[方法］拟以国际投资理论和产业发展理论为支撑,构建橡胶种植业国际投资发展潜力评价体系,对科特迪瓦天然橡胶产业发展潜力进行评估。运用因子分析法得出影响天然橡胶跨国发展的关键因素,并进行综合评价。[结果］结果表明,较好的天然橡胶产业发展基础,较高的资源潜能开发度,广阔的经济发展前景对橡胶种植业国际投资有积极的推动作用。[结论］从评价的得分来看,虽然科特迪瓦天然橡胶产业发展环境存在不稳定性,但总体呈现向上的发展态势,中国天然橡胶产业在非洲的投资可以优先选择科特迪瓦作为主要投资目的地。     

21世纪海南花卉业发展的机遇与挑战

海南岛气候资源优越,花卉资源丰富,但由于起步较晚,花卉产业基础较差。通过分析海南气候、花卉种质、土地及劳动力等资源特点,针对中国21世纪花卉发展的新形势,指出海南花卉业存在的问题是：由于台风、暴雨强度大,为此需增加防范设施,从而提高花卉生产成本;交通不便,信息不灵,生产技术落后;缺乏宏观管理指导、合理布局和配套的优惠激励政策。为解决上述问题,必须采取以下措施：合理开发利用自然资源,因地制宜发展花卉;加强国内外先进技术学习与高新技术推广工作;完善花卉销售网络,落实有关扶持花卉生产的优惠政策。     

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。     

基于变异系数法建立蒲公英脆片不同因素与评价指标的选择

为使蔬果的食用不受季节限制且符合当下绿色健康的食品理念,蔬菜脆片应运而生,但不同蔬菜脆片的研制过程中所用的指标不尽相同。为了给蔬菜脆片研究与相关食品开发提供更科学、精准的评价指标,以蒲公英脆片研制为例,对蒲公英脆片生产工艺中膨化时间、膨化功率、马铃薯淀粉用量与物料厚度等因素对脆片品质影响进行研究。首先,利用变异系数法分析脆片的膨化率、硬度、脆度、模糊数学法感官评分等指标在脆片品质评价所占的权重。结果表明,对蒲公英山野菜脆片品质影响从大到小的指标依次为脆度>模糊数学感官评分>硬度>膨化率;再经过标准化并结合权重进行计算,得到对蒲公英脆片品质影响从大到小的因素依次为膨化时间>膨化功率>脆片厚度>马铃薯淀粉用量。     

湖北省水资源供需平衡及其承载力

以湖北省为研究区域,运用水资源负载指数和水资源供需平衡模型,采用数理统计方法,定量计算和分析了湖北省近年来的水资源供需平衡态势以及湖北省市域尺度的水资源开发潜力;在水土平衡分析、水资源供需状况评价与水资源开发潜力评价的基础上,从资源平衡关系入手,采用水资源承载指数等指标,对2000—2012年省域与市域2个层面的水资源平衡状况进行了定量研究。结果表明：湖北省人均水资源量居全国平均水平。湖北省属于水资源利用程度较高、开发利用条件较好、水资源开发潜力较大的省区。湖北省水资源承载力有限,随着未来人口的增加以及工农业的快速发展,在现有的水资源量基础上,水资源短缺将会成为湖北省中东部城市的发展瓶颈。     

石蒜属植物鳞茎发育机理及调控研究进展

石蒜属植物是一类兼具药用与观赏价值的鳞茎类植物,产业化开发潜力大,然而其鳞茎发育缓慢、繁殖效率低,严重制约了商业化的发展。本研究就石蒜属植物鳞茎膨大以及小鳞茎发生这两个过程中的生理机制和调控措施展开综述,重点分析这两个生物学过程中碳水化合物代谢以及内源激素调控的变化规律,总结了包括外施激素、施肥以及农艺措施等人为调控石蒜鳞茎发育的手段,指出了目前石蒜的基础研究薄弱,配套的产业技术体系不完善等问题,并提出未来可以从加强石蒜鳞茎发育的基础研究、摸索形成高效繁育技术体系和高效生态栽培技术体系、以及打造石蒜观赏药用一体化产业链等方面入手,加速石蒜产业化的发展。     

城市旅游发展潜力评价体系构建及应用研究——以中国15个副省级城市为例

城市旅游发展潜力是指城市在旅游资源、旅游区位、旅游企业、旅游产业地位等自然经济环境等因素的综合作用下,在与其他城市竞争中所体现出来的潜在的、能够发挥出来并能促进旅游产业持续发展的能力。目前关于城市旅游发展潜力的研究日益引起学者们的关注与重视,笔者以中国15个副省级城市为例,通过对前人研究的总结和归纳,从旅游发展基础、旅游发展能力和未来发展空间3个维度选取6个指标进行量化分析,运用离差最大化法对各城市进行旅游发展潜力进行比较,结果显示,广州与杭州在15个副省级城市当中旅游发展潜力最大,论文最后对评价结果进行了分析与总结,以期对中国城市旅游产业的发展提供相应的理论支持。     

杨凌示范区食品产业集聚研究

陕西省杨凌农业高新技术产业示范区,以农业科技创新为核心,大力推动农业科技产业化。食品产业在杨凌示范区集聚度高,人才和科技资源优势突出,产业特色明显,龙头企业带动效应彰显,预期发展成效显著。今后将研究制定示范区食品产业集聚发展规划,明确发展目标和发展重点。以龙头食品企业为主体,构建食品产业科技创新体系,以专业孵化器等服务机构为加速平台,加大食品产业政策扶持力度,加强食品安全和质量保障体系建设,形成食品产业集聚和快速发展的战略模式。     

棉花早熟性研究进展及其应用

早熟棉适于麦(油)后直播,实现粮棉一年两熟,对棉花产业稳定发展具有重要意义。本文对早熟性的遗传特性、早熟相关QTL定位、早熟相关基因挖掘的进展进行了阐述;总结了早熟棉的发展与育种现状以及早熟棉种质资源的创新利用;介绍了早熟棉在我国黄河流域、长江流域、西北内陆棉区的生产示范应用情况;提出了我国早熟棉育种的研究展望,为我国早熟棉育种提供参考。