巴西橡胶树胶乳黄色体中多酚氧化酶的活性及其橡胶粒子凝集作用的研究

橡胶粒子凝集在乳管伤口堵塞中起重要作用,研究胶乳中橡胶粒子凝集相关蛋白对于阐明乳管伤口堵塞机制具有重要的意义。对巴西橡胶树初生乳管和次生乳管胶乳黄色体中的多酚氧化酶活性进行了检测,并分析了多酚氧化酶对橡胶粒子凝集的影响。结果表明,初生乳管和次生乳管胶乳的B-乳清蛋白种类有明显差异,但B-乳清都有较高的多酚氧化酶（PPO）活性和具有明显的凝集橡胶粒子的作用。标准PPO也具有凝集橡胶粒子的效应。DTT对标准PPO的活性具有明显的抑制效果,并抑制其对橡胶粒子的凝聚作用。本研究首次证明巴西橡胶树的初生乳管和次生乳管的胶乳黄色体中都含有PPO蛋白,PPO是有效凝聚橡胶粒子的蛋白质成分之一,为深入研究乳管伤口堵塞机制奠定了基础。     

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。     

巴西橡胶树橡胶粒子研究进展

橡胶粒子是橡胶树乳管细胞质中进行橡胶生物合成的一种特殊细胞器,其内部的主要成分橡胶烃分子,是天然橡胶的直接来源.橡胶生物合成是在橡胶粒子膜上进行的,橡胶转移酶和橡胶延长因子等是参与橡胶生物合成的重要橡胶粒子膜蛋白.它们决定着橡胶粒子的橡胶生物合成速率,并影响橡胶树胶乳产量和橡胶质量.橡胶粒子膜上存在与橡胶生物合成相关的茉莉酸和乙烯信号响应蛋白,茉莉酸、乙烯可能是通过橡胶粒子膜上的茉莉酸、乙烯信号响应蛋白对橡胶生物合成产生调控作用.从橡胶粒子的基本结构、起源和发育、橡胶粒子膜蛋白的组成和功能3个方面对橡胶粒子细胞组织学和分子生物学的研究进展进行综述.可为橡胶树产胶生理学的深入研究提供参考.     

橡胶树乳管切割后的堵塞研究

用光学和电子显微镜技术研究了巴西橡胶树幼茎切割后乳管的堵塞。发现在切割后乳管伤口有一个由蛋白质物质组成的网，它与絮凝的橡胶粒子将乳管伤口堵塞。组成这个网的蛋白质物质主要来自黄色体的内含物，特别是微纤维。讨论了这种蛋白质网在乳管切割后堵塞中的作用。     

巴西橡胶树橡胶粒子中2个含RicinB_Lectin_2结构域蛋白质研究初报

采用不同提取液,从洗涤过的巴西橡胶树橡胶粒子中提取蛋白质,并对其进行电泳分离与质谱鉴定。分离鉴定了2个含RicinB_Lectin_2结构域的糖基识别蛋白质,分别命名为HbRBLLP-1和HbRBLLP-2。这2个蛋白质可能是橡胶粒子膜蛋白质或是与橡胶粒子有较强的相互作用的蛋白质。对HbRBLLP-1及HbRBLLP-2进行生物信息学分析,结果表明它们的RicinB_Lectin_2结构域均仅有1个Q-x-W模体,而非蓖麻毒素B链所具有的(Q-x-W)3模体。     

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。     

巴西橡胶（Heveabrasiliensis）的乳管

赵教授有关橡胶树乳管研究的多项成果,在理论上修正了前人的错误,填补了空白.在生产上可用来改进产量早期预测的选择方法,把作为选择根据的部位从叶片(无节乳管)移到茎部(有节乳管),可能有助于提高选择的准确性.用它来鉴别种质资源的产量高低,可以大大地缩短育种年限.希望引起有关方面的重视,展开研讨,并给予必要的支持,使这些成果得以更快、更好地应用到生产上.     

巴西橡胶树肌动蛋白的原核表达及鉴定

肌动蛋白细胞骨架是橡胶树乳管伤口堵塞物的成分之一.为了研究乳管伤口末端与肌动蛋白互作的蛋白,成功构建了ACTIN基因的原核表达载体.在37℃条件下,经0.1 mmol/L IPTG诱导2h,在E.coil BL21(DE3)中大量表达重组蛋白.该重组蛋白主要以包涵体形式存在,分子量41.7ku.通过Ni-NTA亲和层析柱纯化了该重组蛋白,并用抗HIS标签的鼠单克隆抗体对纯化蛋白进行鉴定.本研究为揭示乳管伤口末端堵塞物形成机制打下了良好基础.     

巴西橡胶树乳管伤口堵塞物形成调节的研究进展

巴西橡胶树是天然橡胶的主要来源,割胶是从橡胶树中获取天然橡胶的唯一途径。割胶后乳管伤口堵塞物的形成使排胶速度迅速降低,产量减少。对堵塞物的形成和调控的研究不仅具有重要的理论意义,也具有重要的应用价值。本文从堵塞物对排胶的影响、堵塞物的成分、堵塞物形成和调控的相关因素等方面进行了综述,为橡胶树排胶生理学的深入研究提供参考。     

橡胶树HbDHN1基因克隆及表达分析

采用Macroarray印迹杂交技术从本实验室构建的橡胶树机械伤害诱导的树皮抑制性差减杂交(SSH)cDNA文库中检测到1个差异表达EST.采用RT-PCR和RACE技术获得了该基因全长cDNA序列,包括124 bp的5'端非编码区,337 bp的3'端非编码区和1个编码224个氨基酸的开放阅读框.该cDNA编码的蛋白具有植物脱水素蛋白的特征性结构,属于SK2类脱水素蛋白.命名为H6DDHN1,与其它植物的SK2类脱水素蛋白具有49.0%～68.2%的氨基酸序列同源性.RT-PCR分析表明,机械伤害对HbDHN1基因的表达没有明显影响,受伤组织的脱水显著上调该基因的表达.     

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。     

天然橡胶生物合成相关基因表达与橡胶产量的相关性

胶乳被认为是橡胶树的一种与伤害应答相关联的保护物质。割胶可以显著促进橡胶生物合成,且此促进作用与激活乳管细胞中橡胶生物合成相关基因的表达相关,但相关性大小尚不清楚。本文通过qPCR分析了正常割胶条件下,6个橡胶生物合成相关基因HbHRT2、HbSRPP、HbREF、HbHMGR1、HbHRT1、HbGAPDH在5个橡胶树魏克汉种质和5个1981°IRRDB种质胶乳中的表达情况。结果显示：这6个基因在魏克汉种质中的表达水平显著高于1981°IRRDB种质,分别是后者的1.05~14.62、0.97~4.26、1.46~12.56、0.83~2.99、0.43~7.54、1.92~11.31倍,平均值是后者的7.54、2.55、5.69、1.71、2.71、4.91倍。相关性分析表明,这些基因的表达与橡胶树干胶产量呈正相关,其中,HbREF和HbGAPDH的表达水平与干胶产量之间的相关性最高,有望作为橡胶树产量育种的分子指标。     

TSA诱导橡胶树次生乳管分化过程qRT-PCR内参基因的筛选

橡胶树乳管分化过程中差异表达基因的鉴定对于进一步认识乳管分化的分子机理具有重要的作用。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）是进行基因表达分析的常用技术手段,合适内参基因的选择是准确进行基因表达定量的前提。以组蛋白去乙酰化抑制剂曲古抑菌素A（trichostatin A, TSA）诱导橡胶树次生乳管分化的实验系统,采用qRT-PCR技术分析TSA处理橡胶树萌条及对照内层树皮中22个候选内参基因的表达情况。结果显示：TSA诱导橡胶树萌条次生乳管分化的过程中,稳定性最高的3个基因分别为UBC3、UBC4和eIF1Aa,而稳定性最差的3个基因分别为ROC3、PTP、CYP2。以UBC3、Actin和ROC3基因为内参,分析组蛋白去乙酰化酶基因HDA1和HDA2在TSA处理下树皮中表达量相对于对照的变化,结果初步证实TSA诱导橡胶树萌条次生乳管分化的过程中,UBC3是最佳的内参基因,ROC3不适合作为内参基因。     

巴西橡胶树乳管细胞中5个橡胶合成关键酶基因节律性表达研究

以巴西橡胶树无性系PR107、RRIM600、CATAS7-33-97和CATAS8-79的未开割树为材料,采用荧光定量PCR技术,分析乳管细胞中HMGR1、FDPS、SRPP、REF和HRT2等5个橡胶生物合成关键酶基因的昼夜表达模式。结果表明：5个基因的表达均具有节律性,而且不同基因在同一无性系中以及同一基因在不同无性系间的节律性表达模式都有一定程度的差异。结果为分析不同环境因素对橡胶生物合成相关酶基因节律性表达的影响具有一定参考价值。     

橡胶树树皮miRNA定量表达分析的内参筛选

世界所需天然橡胶主要来自橡胶树,橡胶树的乳管是合成和储存天然橡胶的组织,树干树皮中的次生乳管与天然橡胶生产密切相关,由维管形成层分化而来。次生乳管数量与天然橡胶产量呈显著正相关。因此,乳管分化是天然橡胶生产面临的一个重大理论课题。植物miRNAs是一类长约20~24个核苷酸的非编码小RNA分子,通过介导基因沉默在植物生长发育、细胞分化及逆境适应中起着非常重要的调节作用。橡胶树乳管分化过程中差异miRNAs的鉴定对于进一步认识乳管分化的分子机理具有重要的作用。实时荧光定量PCR（qPCR）已广泛用于miRNA的定量表达分析,选择合适的miRNA内参对于准确进行miRNA的表达定量至关重要。本研究以冠菌素（coronatine, COR）诱导橡胶树萌条分化次生乳管的实验系统,采用小RNA Poly A加尾的qPCR技术分析COR处理对形成层区3个非编码RNA（U6 snRNA、5S rRNA、18S rRNA）和6个miRNA（hbr-miR159b、hbr-miR396b、miR169-x、miR172-y、miR535-x、miR894-x）候选内参的表达稳定性的影响。geNorm和NormFinder软件的联合分析结果显示,表达稳定性最高的是hbr-miR396b和miR894-x,稳定性较差的是U6 snRNA。hbr-miR396b和miR894-x可作为合适的内参基因,用于分析COR影响下的miRNA相对定量表达,为鉴定橡胶树次生乳管分化相关的差异表达miRNAs奠定良好基础。     

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。     

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。