利用oligo芯片技术鉴定橡胶树死皮相关基因

橡胶树死皮（Tapping Panel Dryness,TPD）是天然橡胶单产提高的主要限制因子之一,给橡胶种植业带来严重危害。本研究利用定制橡胶树oligo芯片,通过提取死皮和健康橡胶树胶乳总RNA,标记并反转录成cDNA后与橡胶树oligo芯片进行杂交鉴定TPD相关基因,利用RT-PCR技术对芯片结果进行验证。对芯片数据分析结果显示,以2倍标准在死皮与健康橡胶树间筛选到26个差异表达基因,其功能涉及橡胶生物合成、细胞程序性死亡、细胞抗性及防御反应、活性氧代谢、DNA甲基化、泛素-蛋白酶体、信号传导、蛋白质合成、加工及转运等调控途径。进一步的RT-PCR验证结果表明,随机选取12个基因的表达模式均与芯片结果一致。本研究为大规模鉴定TPD相关基因和揭示TPD发生分子机制奠定了基础。     

巴西橡胶树GGPS和V-PPase基因的染色体定位分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)和膜结合焦磷酸酶(V-PPase)是橡胶生物合成的重要调控酶.本研究通过双色荧光原位杂交技术对巴西橡胶树GGPS和V-PPase基因进行染色体定位,结果表明:GGPS基因位于巴西橡胶树‘热研7-33-97’4号染色体的短臂上,基因位点距离着丝粒的百分距离为72.39.而V-PPase基因位于巴西橡胶树‘热研7-33-97’10号染色体的短臂上,基因位点到着丝粒的百分距离为25.78.为橡胶树遗传育种及基因工程等提供分子细胞遗传学依据.     

橡胶树胶乳WRKY家族转录因子HbWRKY27基因的克隆与表达分析

从巴西橡胶树无性系热研7-33-97的胶乳中克隆了1个WRKY转录因子家族成员基因,命名为HbWRKY27,该基因含有1个1 266 bp的开放阅读框(ORF),编码422个氨基酸。生物信息学分析结果表明,HbWRKY27含有1个WRKY保守结构域和1个C2H2锌指结构基序,属于II类WRKY家族成员,与大豆、油棕、麻风树、葡萄和拟南芥的WRKY27蛋白的同源性分别为81%、74%、63%、62%和58%。酵母转化试验表明,HbWRKY27具有转录激活活性。实时荧光定量RT-PCR分析显示,HbWRKY27基因在健康橡胶树树皮组织中表达量最高,但在死皮橡胶树树皮组织中的表达量随着死皮程度的增加而下降,而在死皮橡胶树胶乳中HbWRKY27基因表达量则随着死皮程度的增加而升高;割胶、乙烯利和茉莉酸甲酯刺激都可显著促进胶乳HbWRKY27基因上调表达。转录因子HbWRKY27可能在割胶和乙烯等调控橡胶树胶乳代谢中发挥重要作用,并且还可能与橡胶树死皮病的发生相关。     

巴西橡胶树HbSAP1基因克隆及表达分析

胁迫相关蛋白(Stress associated proteins,SAPs)在植物免疫应答和胁迫反应中发挥着重要作用。采用电子克隆和RT-PCR相结合的方法,从巴西橡胶树中分离胁迫相关蛋白基因Hb SAP1。结果表明:Hb SAP1基因的开放阅读框为537 bp,编码178个氨基酸。Hb SAP1蛋白预测分子量为18.87 ku,等电点为7.98,具有典型的A20和AN1锌指结构域。实时荧光定量PCR分析结果表明,Hb SAP1基因在巴西橡胶树各组织中均有表达,以茎尖中的表达量最高。同健康橡胶树相比,Hb SAP1基因在死皮橡胶树胶乳和树皮中的表达量显著升高。伤害、H2O2、乙烯利及茉莉酸甲酯处理均能使胶乳中Hb SAP1基因的表达上调。低温及PEG诱导的干旱胁迫下,Hb SAP1基因在叶片中的表达显著增强。上述结果表明,Hb SAP1基因可能在橡胶树死皮发生、非生物胁迫应答、乙烯及茉莉酸信号转导中发挥重要调控作用。     

橡胶树 HMGS 编码基因的分离鉴定

羟甲基戊二酸单酰辅酶 A 合成酶（HMGS）将乙酰辅酶 A 转化为羟甲基戊二酸单酰辅酶 A,是甲羟戊酸代谢 途径的限速酶之一。本研究从橡胶树热研 879 和热研 7-33-97 品系的胶乳中分离出 HbHMGS1 和 HbHMGS2 基因。相比 HbHMGS1 基因在胶乳和树皮中的共表达模式,胶乳中高丰度表达的 HbHMGS2 基因可能是乳管细胞中参与天然橡胶合 成的主效基因,而 HbHMGS1 是功能冗余基因。HbHMGS2 基因在橡胶树高产品系热研 879 胶乳中的表达量亦高于测序 品系热研 7-33-97,表明 HbHMGS2 基因的高水平表达可能有助于橡胶的合成。其上游启动子的顺式作用元件差异可能 与该基因在热研 879 和热研 7-33-97 的差异表达有关。HbHMGS2 基因的转录亦受茉莉酸诱导,可能参与了茉莉酸信号 调控天然橡胶的合成过程。HbHMGS2 基因在大肠杆菌中成功表达为后续研究该基因的功能、利用该基因生产活性物质 提供新的基因资源。     

巴西橡胶树胶乳表达ABC转运蛋白HbGCN1的克隆与表达研究

橡胶生物合成是一种典型的植物类异戊二烯次生代谢,它是影响橡胶产量的首要因素。ABC转运蛋白(ATP Binding Cassette transporter,ABC transporter)是一类与植物次生代谢密切相关的蛋白大家族。筛选已构建的茉莉酸诱导橡胶树胶乳消减文库,并克隆了1个GCN(general control non-repressible)亚族ABC转运蛋白基因EST,通过RACE技术获得其全长cDNA序列,命名为HbGCN1。该基因开放阅读框共1 815 bp,编码605个氨基酸残基。表达分析表明:HbGCN1主要在橡胶树树皮及胶乳中表达,且在乙烯、茉莉酸或伤害诱导下上调表达,推测其可能与橡胶生物合成相关。原核表达该基因,为进一步的研究奠定基础。     

巴西橡胶树ADF6基因的克隆与表达分析

肌动蛋白解聚因子(Actin Depolymerizing Factor,ADF)是一种重要的肌动蛋白结合蛋白。ADF通过参与调控肌动蛋白的装配和解聚在多种生理过程中发挥重要作用。本研究通过RT-PCR技术从橡胶树胶乳中获得HbADF6基因的cDNA和基因组序列,序列分析显示HbADF6基因的开放阅读框为441 bp,共编码146个氨基酸,基因组序列由2个内含子和3个外显子组成。实时荧光定量PCR结果表明,HbADF6基因在所有检测组织中均表达,其中树皮中表达量最高,叶片中表达量最低。HbADF6基因的表达受乙烯利(ET)和碘化钾(KI)调控,并与排胶时间和死皮有关。此结果表明HbADF6基因可能在橡胶树乙烯响应、死皮和排胶过程中发挥重要作用。      

橡胶树中碱性转化酶基因 HbNIN8 的克隆与表达分析

蔗糖是高等植物光合产物的重要存储方式,而转化酶和蔗糖合酶是水解蔗糖的主要酶。研究基于橡胶树的基 因组和转录组数据,采用 RT-PCR 技术克隆到一个中碱性转化酶基因 HbNIN8 的全长 cDNA。该基因预测编码 630 个氨 基酸。同源和亚细胞定位分析表明,HbNIN8 属于 α 类中碱性转化酶,叶绿体定位。应用毕赤酵母真核表达获得其重组 蛋白,分析了其酶活性特点,HbNIN8 在毕赤酵母中重组蛋白的最适 pH 为 7.5,最适温度为 45 ℃。实时荧光定量 PCR 分析表明,HbNIN8 主要在叶片中表达,其表达量随着叶片的成熟而逐渐增加,在稳定期叶片中达到最大,在成熟叶片 中,HbNIN8 的表达呈现明显的昼夜差异,晚上的表达水平相对高于白天。因此,HbNIN8 很可能是负责将叶绿体中的 蔗糖水解为单糖,从而调控橡胶树叶绿体内蔗糖和淀粉的分配。     

渗透胁迫与植物激素等对巴西橡胶树HbMT2a基因表达的影响

采用荧光定量PCR技术分析HbMT2a基因在不同环境因子诱导下,不同部位和不同无性系间的表达模式。结果表明,不同环境条件下,表达模式有一定差异,但PEG、ABA、6-BA和IAA均上调橡胶树无性系热研7-33-97叶片和树皮中的HbMT2a基因表达;在不同器官中,HbMT2a基因的表达量在根中最高、茎中次之、叶中最低,但是,在PEG诱导条件下,HbMT2a基因上调表达的幅度在叶中最大;降低温度可上调叶片中的HbMT2a基因表达;PEG诱导2 h,HbMT2a基因在抗寒橡胶树品种云研77-4叶片中的上调表达量显著高于不抗寒橡胶树品种热垦501。HbMT2a基因的表达容易受环境因子的影响,而且在抗寒性不同的橡胶树品种间的表达模式存在明显差异,有望作为橡胶树抗性育种的一个分子标记。     

橡胶树树皮中ACC氧化酶基因(HbACO7)的表达特性及功能探究

天然橡胶是重要的工业原材料,主要来自橡胶树树皮中的乳管。乙烯能促进橡胶树乳管产胶和排胶,在树皮上施用乙烯利（一种乙烯释放剂）或乙烯可显著提高胶乳产量。基于本课题组前期获得的橡胶树基因组和转录组数据,克隆橡胶树中乙烯合成通路关键酶——1-氨基环丙烷基-1-羧酸（ACC）氧化酶基因家族（HbACOs）的全部8个家族基因,研究其组织表达模式。结果表明：在分析的7种组织中,尽管HbACO基因存在不同程度的冗余表达,但每种基因的组织表达模式具有明显的特异性,其中HbACO7是树皮中表达量最高的家族基因。HbACO7基因的表达在割胶季节的不同月份发生明显变化,其中在8月的表达量最高。成功构建了HbACO7基因的原核表达载体,实现其在大肠杆菌BL21中的诱导表达。纯化后的HbACO7重组蛋白具有明显的ACO酶催化活性,成功地催化了乙烯的体外合成。该结果将为后续橡胶树树皮中的乙烯生物合成调控机制研究提供参考。     

施肥对天然橡胶胶乳及生胶性能的影响

设置了 5 种不同施肥处理，通过田间试验研究了施肥对天然橡胶胶乳及生胶性能的影响。结果表明：施用 N 肥可以增加胶乳总固形物和干胶含量；施用钾肥或与氮磷肥配施，可降低胶乳中游离钙镁。不施氮肥而只施用磷钾肥会增加生胶灰分含量；氮磷钾肥配合施用可增加生胶中氮含量；磷钾肥配施或氮磷钾（镁）肥配施时，生胶中的挥发物含量较高。施肥可以降低生胶的塑性初值（P0），在一定程度上提高生胶的塑性保持率（PRI），其中施用氮肥后的生胶的塑性保持率显著增高。同时，使用化学肥料可增加橡胶的分子量，其中氮磷钾镁肥配合施用时生胶分子量最大，门尼黏度高。     

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。     

天然胶乳的常压氢化及产物性能

应用NH4H40（水合腓）/H02/CuSO4催化体系在常压下使天然胶乳氢化制备氢化天然橡胶,结果表明硬脂酸钠、五水硫酸铜、水合腓用量及反应温度对HNR饱和度有显著的影响,当没有外加硬脂酸钠,铜离子与天然橡胶干胶分子链上双键的摩尔数之比为1∶1000,水合腓与干胶分子链上双键的摩尔数之比为1.4∶1,反应温度45℃时,HNR饱和度可达到64.6%。天然橡胶氢化后,其硫化胶力学性能得到改善,耐老化性能显著提高。     

胶园土壤化学肥力演变及与橡胶树营养关系的研究

对海南橡胶园土壤化学肥力的演变及土壤养分含量与立地橡胶树叶片养分含量的相互关系进行研究。结果表明:我国胶园土壤植胶50多年后土壤肥力发生了较大的变化,其中有机质、全N、速效K含量有较大程度的下降,速效P含量则有降有增,总体土壤肥力下降。在植胶早期,植胶区土壤养分含量与叶片养分含量之间有极显著正相关性,而且土壤养分含量愈缺乏的地区,相关性愈明显。但随着时间的推移,土壤养分含量与立地胶树叶片养分含量的相关程度越来越小,目前近乎无显著相关性。由于橡胶树施肥以局部的穴施为主,加上有许多胶园修建梯田和环山行,较难采集有代表性的土壤,因此土壤分析结果只能作参考。     

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。     

幼龄胶园间种香蕉光合及水分生理生态特性

对比研究幼龄胶园间种香蕉后,橡胶与香蕉的光合及水分生理生态特性。试验结果表明：(1) 间种香蕉的橡胶树幼林净光合速率和蒸腾速率均高于无间种(对照)的橡胶树幼林,水分利用效率间作香蕉的胶树低于无间种的对(照胶)胶树;(2) 橡胶树下间种的香蕉净光合速率与对照香蕉间无明显差异,蒸腾速率以普通对照的香蕉略大,水分利用效率是间作的香蕉略大。幼林胶园间种香蕉,能充分利用林下资源,生态效应良好,值得发展。     

品系对天然橡胶臭氧老化性能的影响

对比分析5个栽培条件相近主栽品系的天然橡胶的结构与性能差异,发现RRIM600性能最好,拉伸强度达30.21 MPa,耐臭氧老化性能最优。通过分析非胶组分,结合ATR-FTIR与热重分析仪器初步探究其耐臭氧老化差异的原因:RRIM600橡胶树生产的橡胶非胶组分杂质与灰分含量低,蛋白质含量适中,P0、PRI较高,分子链结构规整,橡胶中含有较多的胺基抑制臭氧化反应,使得分子链受到保护,综合表现出较好的耐臭氧性能。     

橡胶产业现状与展望——2012年中国橡胶年会综述

对2012年橡胶年会上专家发表的观点进行综合,主要观点有：下游产业对橡胶的需求较为稳定;国内合成橡胶行业集中度高,产能过剩;影响天然橡胶供应的因素主要有种植面积、气候变化、地力、劳动力、政府政策、市场价格,未来几年增产空间小;国内天然橡胶产业由于基础设施投入少、科技转化率较低、政策扶持力度小等原因,未来发展困难多;投机行为对天然橡胶价格波动有重要的作用,轮胎企业应当加强价格风险的防范措施等。     

橡胶树新品系湛试327-13抗寒性和产胶能力调查

为了评价橡胶树新品系湛试327-13抗寒性和产胶能力,对建立在广东省新时代农场的湛试327-13生产性系比试验区进行了调查。结果表明：湛试327-13在2007～2008年度冬春低温寒害级别为2.10级,与93-114抗寒性相等;对2009～2014年产量分析,湛试327-13株次产是93-114的186%～324%,干胶含量比93-114高10%以上。综合分析,湛试327-13是抗寒性强和产量较高的优良新品系。     

浅析勐腊分公司胶园现状及提高橡胶产量水平的途径

概述云南农垦勐腊橡胶分公司历年来的产胶趋势及发展现状,分析近年来橡胶产量下降的主要原因,提出提高干胶产量的可能性及解决的途径,促进天然橡胶产业的可持续发展。