产胶植物蛋白质组研究进展

产胶植物合成的天然橡胶是一种聚异戊二烯高分子化合物,广泛用于民生、医疗和军事等领域,具有重要的经济价值和战略地位.天然橡胶主要是通过甲羟戊酸和甲基赤藓糖醇途径共同合成,其合成机制主要表现在蛋白质调控方面.本文综述了蛋白组学在产胶植物橡胶树、橡胶草、银胶菊和杜仲中天然橡胶生物合成调控的研究进展,归纳了天然橡胶生物合成过程...     

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。     

国内外巴西橡胶树替代作物及技术研发现状

天然橡胶是重要的工业原料和战略物资.近年来其供需日趋紧张,而目前大面积商业化种植生产天然橡胶的巴西橡胶树,只能种植在亚洲和非洲等地的热带地区.为此,美国、欧盟的某些机构相继开展了巴西橡胶树替代作物的研究,并在近期取得了重要进展.这对中国及世界其它国家以巴西橡胶树种植为主的天然橡胶产业构成了潜在威胁.为了对目前国内外非巴西橡胶树生产天然橡胶的研究和开发现状进行较为深入系统地了解,本文对国内外巴西橡胶树替代产胶作物及技术开发利用现状进行概括分析,并建议迅速确立专项开展银胶菊及转基因橡胶草等替代巴西橡胶树产胶作物及技术调研研究.     

蒲公英橡胶的提取及其结构性能初探

采用碱煮法、酸解法和溶剂法从橡胶草根中提取蒲公英橡胶,并对提取后橡胶的组分和结构性能进行了初步分析。结果表明,溶剂法提取蒲公英橡胶的纯度较高;通过红外光谱和核磁共振波谱的分析可知,蒲公英橡胶的结构与三叶天然橡胶大致一样;蒲公英橡胶的交联密度则低于三叶天然橡胶;在分子量及其分布上,蒲公英橡胶的分子量小于三叶天然橡胶,且分子量分布较窄和较均匀;蒲公英橡胶的塑性初值和门尼黏度低于三叶天然橡胶,其后续生产加工存在一定难度。     

橡胶树产胶生物学研究进展

天然橡胶（顺式-1,4-聚异戊二烯）是一种重要的工业原料,主要来自橡胶树。以天然橡胶的生物合成与产量形成为主要内容的产胶生物学研究为橡胶树高产遗传改良提供理论指导,近10年取得了重要进展。本文从橡胶树基因组测序、橡胶转移酶、转基因、以及转录组和蛋白质组等4个方面介绍产胶生物学研究主要进展,并讨论了相关领域研究存在的问题,对未来5~10年需重点关注的研究内容提出了建议。在介绍橡胶转移酶时,同时概述其他几种产胶植物的相关研究进展。     

胡椒碱生物合成机理研究进展

以胡椒碱生物合成的前体为主线,结合模式植物生物碱生物合成的研究成果,从胡椒碱合成前体鉴定、莽草酸代谢途径、赖氨酸代谢途径3个方面概述了胡椒碱生物合成机理的研究进展,并对胡椒中胡椒碱生物合成调控的研究进行了讨论,提出了提高胡椒碱合成效率及含量的初步设想。     

天然橡胶分子量分布的数学模型的研究

根据天然橡胶的生物合成机理,研究了天然橡胶分子量单峰分布、双峰分布的数学模型。利用其模型,推导了数均聚合度、重均聚合度和分布系数的计算公式,并描绘了分布曲线。结果表明,分布曲线的特征与有关文献中所报道的实验测定结果甚为一致。     

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。     

天然橡胶研究前沿及其演进的可视化分析

采用CiteSpace软件对1988—2017年WebofScience收录的天然橡胶文献进行共被引分析,以可视化图谱方式呈现该领域的研究前沿、知识基础和演进历程,期望为政府决策和产业发展提供科学依据。结果表明:该领域形成了以胶乳过敏、乳胶?水果综合症、天然橡胶生物合成为主的早期研究前沿,以丁苯橡胶或天然高分子/天然橡胶纳米复合材料为主的中期研究前沿,以纳米颗粒/天然橡胶复合材料及其应变诱导结晶、橡胶延伸因子为主的当前研究前沿;演进历程分为4个阶段:即研究对象的建立、研究仪器或工具的发展、新技术所支持的研究问题、知识的转化。     

马铃薯花青素转录激活基因(stmyc)的克隆及表达分析

花青素(anthocyanin)为糖苷类物质,属于类黄酮色素.在花青素生物合成途径中,调控基因主要编码R2R3-MYB、bHLH和WD40转录因子,共同调控花青素合成的结构基因的表达,进而控制花青素在植物中的时空表达和沉积的模式(Holton and cornish,1995).本研究以紫色马铃薯为材料,克隆花色素合成的转录激活基因stmyc并研究其表达模式,为阐明马铃薯花色素生物合成和沉积机制提供依据.     

橡胶草可作为产胶研究的模式植物

以尾细桉9个无性系叶片为外植体进行叶片离体培养和植株再生研究。结果表明,TDZ对尾细桉的再生诱导起着明显的促进作用,9个尾细桉无性系都获得了植株诱导再生,再生过程中不同的无性系呈现出不同的TDZ响应浓度,TDZ浓度在0.005～0.010 mg/L时获得较高的再生效率。不同无性系之间的再生率呈现出明显的差异,其中无性系YL2获得了最高达69.2%的植株再生效率,且每个外植体平均芽数超过10个。TDZ浓度对YL2的再生起到显著性影响,0.050 mg/L时再生效率最高,可以进行下一步的遗传转化研究。     

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.     

基于科学计量的天然橡胶学科领域前沿热点分析

当前天然橡胶产业持续低迷,追踪国际天然橡胶研究前沿热点对于我国天然橡胶产业发展和升级具有重要参考价值。本研究采用科学计量方法结合CiteSpace技术,对Web of Science数据库的天然橡胶文献进行共被引、共词和聚类分析,概述了该领域重要的基础文献,揭示其学科领域研究前沿和热点。结果表明,共探测出6个前沿热点,高度聚合在三大学科领域。其中,在化学与材料科学领域,领先优势十分明显,共遴选出4个前沿热点：（1）功能化改性石墨烯或氧化石墨/天然橡胶纳米复合材料;（2）生物基体/天然橡胶纳米复合材料;（3）弹性体或天然橡胶纳米复合材料的应变诱导结晶行为;（4）废旧橡胶的自修复与回收加工。在生物科学领域,遴选出1个前沿热点,即橡胶树基因组测序、橡胶生物合成路径与关键基因。在生态与环境科学领域,遴选出1个前沿热点,即橡胶林的扩张及其对生态环境的影响。高频和高突现关键词在三大学科呈现由多到少分布,反映了当前天然橡胶研究领域发展趋于多方向性,但其前沿热点相对集中在天然橡胶全产业链的下游。     

橡胶树胶乳中硫醇功能以及模式植物中硫醇合成途径研究进展

天然橡胶是一种用途广泛的天然高分子化合物。限制胶乳产量的因素之一是排胶持续时间,如何延长排胶持续时间一直是排胶生理和割胶技术研究的主要问题。研究发现,割胶后乳管中能产生大量的活性氧,活性氧使黄色体膜氧化破裂是导致胶乳在乳管中原位凝固的主要原因之一。硫醇是乳管细胞中的一类抗氧化剂,具有延迟胶乳凝固的作用,与排胶持续时间密切相关。因此,硫醇的代谢途径成为目前的研究热点。本文总结了橡胶树硫醇功能以及模式植物中硫醇合成关键酶基因研究进展,旨在为进一步研究橡胶树硫醇合成途径关键基因提供指导。     

The physiological and biochemical responses of guayule to the low temperature of the Chihuahuan Desert in the biosynthesis of rubber

Guayule (Parthenium argentatum Gray) is a rubber plant indigenous to the Chihuahuan Desert of Northern Mexico and Southwestern Texas. In this review we report the nature of the physiological, cellular and biochemical responses of these plants to the low temperature of the desert in the biosynthesis of rubber.

Studies on rubber formation in guayule in several field plantings support the conclusion that the low temperature of the fall and winter months of the Chihuahuan Desert promotes a rapid increase in rubber biosynthesis. There are definite changes in the cortical parenchyma during the biosynthesis and deposition of rubber. Discrete rubber particles are formed in the parietal and interior cytosol. Following the digestion of the cytosol in the interior of the cell and rubber particle fusion leaves the parenchyma with rubber deposits throughout the cells. The rubber transferase (RT) bound to the washed rubber particles (WRP-RT) catalyzes the formation of different length cis-1, 4-polyisoprene chains that collectively form the rubber polymer. The activities of the WRP-RT and the endoplasmic reticulum 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGR) increase with exposure of the plant to low temperature and it is conceivable that these two enzymes play a pivotal role in the biosynthesis of rubber during this period. Thus guayule plants indigenous to the Chihuahuan Desert have developed a genetic system capable of responding to the low temperatures of the fall and winter of the desert culminating in the formation of rubber.     

橡胶树排胶机理与调控研究进展

排胶是巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.Arg.)树皮乳管细胞中胶乳采收的重要环节,与天然橡胶的生物合成、胶乳再生、割胶技术、韧皮部膨压等众多因素相关,占生产成本的60％以上.近年来,天然橡胶异戊二烯途径合成与调控机制、胶乳诊断指标、乳管伤口堵塞和过度排胶导致的死皮发生和修复机理等领域均取得...