巴西橡胶树的分子生物学研究进展

在植物界,大约有2000多种植物能合成天然橡胶,它们分别属于7个科中的300个属。但仅有巴西橡胶树因胶乳产量高、质量好、易于获取和具有商业开发价值而成为天然橡胶的唯一来源。关于橡胶树的形态学、栽培学、生理学等方面的研究已经取得了显著的进展。近年来,随着分子生物学的迅速发展,橡胶树的有关研究也逐渐深入到分子水平。笔者主要从橡胶树中相关基因的克隆;分子标记技术在育种中的应用;橡胶树基因工程的研究等三方面对巴西橡胶树的分子生物学研究进行综述。     

巴西橡胶树天然橡胶生物合成中关键酶及相关基因研究进展

简要介绍了天然橡胶类异戊二烯的生物合成途径,重点阐述了巴西橡胶树天然橡胶生物合成中关键酶及相关基因的研究进展,提出了巴西橡胶树类异戊二烯生物合成途径中尚待继续探讨的几个问题。     

巴西橡胶树抗风研究进展

从品种(系)抗风性评价、抗风力影响因素,以及抗风性早期预测等3个方面,综述巴西橡胶树抗风研究的最新进展,为巴西橡胶树抗风性的深入研究及抗风品种选育提供参考。     

巴西橡胶树倍性育种研究进展

系统概述了巴西橡胶树倍性育种的国内外研究历史与现状、诱导的技术与途径，以及单倍体植株和多倍体植株的特征；提出了改进橡胶树倍性育种的途径与研究方向。     

巴西橡胶树表观遗传研究进展

表观遗传是指在不涉及基因组DNA序列改变的情况下,基因功能发生了可逆的、可遗传的改变。研究表明,表观遗传调控在植物的生长发育及逆境胁迫应答反应中起着重要的作用。目前,表观遗传学研究主要集中在DNA甲基化、小RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑及基因组印迹等。与模式植物相比,橡胶树表观遗传的研究相对滞后,主要涉及DNA甲基化及miRNAs研究这2个方面。本文就橡胶树DNA甲基化及miRNAs的相关研究进行了简要综述,并对表观遗传在橡胶树中的研究前景提出展望。     

巴西橡胶树HbEPSPS基因逆境响应功能解析

草甘膦除草剂的靶标酶为5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)。为研究HbEPSPS基因在橡胶树中的逆境响应功能,分析其在草甘膦、机械伤害、白粉菌侵染和不同激素处理下的表达模式。结果表明:草甘膦、机械伤害和IAA处理诱导HbEPSPS显著上调;干旱、ABA、SA和ETH处理亦能诱导HbEPSPS显著上调;H2O2处理橡胶树叶片中HbEPSPS表达呈现双峰规律;白粉菌侵染叶片,HbEPSPS表达显著下调。不同部位表达分析结果表明,HbEPSPS基因在花中表达量最高,其次是树皮和叶,在胶乳中表达量最低。此结果表明,HbEPSPS基因在橡胶树草甘膦药害和激素信号响应中具有重要作用,为研究其在橡胶树抗逆机制中的作用奠定良好基础。     

巴西橡胶树LIM结构域基因克隆与生物信息学分析

根据乙烯利刺激巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳差异表达cDNA文库的EST序列信息,利用RACE技术从胶乳中成功克隆了1个含有LIM结构域的未知功能新基因HbLIM的全长cDNA。生物信息学分析表明,该基因全长cDNA由1016bp的碱基组成,拥有1个570bp的开放阅读框编码189个氨基酸残基;推测氨基酸序列富含Lys,Ser,Ala和Leu,含有2个LIM结构域和2个N-豆蔻酰化位置。序列相似性分析表明,HbLIM编码的氨基酸序列与蓖麻、杨毛、葡萄相应的LIM基因的相似性高达98%,95%和92%。这些研究结果为深入探讨LIM结构域蛋白在巴西橡胶树乳管发育及乳管代谢中的功能奠定了基础。     

巴西橡胶树雄性不育相关候选基因HbXTH23的表达

为了揭示HbXTH23基因在橡胶树雄性不育的功能与作用,从分子水平分析橡胶树雄性不育的机制,利用qRT-PCR对HbXTH23基因在橡胶树不同的组织器官及雄花不同发育时期的表达进行分析,并通过mRNA原位杂交技术以探明HbXTH23在橡胶树雄花中的特异性表达部位。荧光定量结果表明,HbXTH23基因在不育品种的雄花表达量明显高于在可育品种雄花的表达量,且明显高于在其他组织的表达量,而在胶乳中几乎没有表达。在雄性可育品种小孢子母细胞时期、四分体和单核小孢子时期3个阶段的变化呈现平缓上升的趋势,在不育品种中,则表现为先升高后下降的趋势,在四分体时期的表达差异最大。利用mRNAFISH技术表明HbXTH23基因主要是在花丝（柱）、花药壁中表达,推测其在花丝（柱）和花药壁上的异常表达可能是导致雄花不育发生的原因之一。HbXTH23开放阅读框为861 bp,编码286个氨基酸,蛋白分子量为31.95 kDa,理论等电点7.62,总平均亲水性GRAVY为-0.288,氨基酸序列密集分布在负值以下,为疏水性蛋白。亚细胞定位预测HbXTH23蛋白存在于细胞壁、细胞质中。具有信号肽,其剪切位点位于第26...     

橡胶树分子生物学研究进展

综述了国内外橡胶树分子生物学研究的进展，包括与橡胶生物合成相关的基因的克隆、测序与性质分析，以及分子标记在橡胶树选育种中的应用等。     

巴西橡胶树小橡胶粒子蛋白（SRPP）基因启动子的克隆及其功能分析

小橡胶粒子蛋白(SRPP)是巴西橡胶树中参与橡胶生物合成的重要蛋白因子之一。SRPP的氨基酸序列与橡胶延长因子(REF)和菜豆胁迫相关蛋白(PVSRP)的同源性分别为72%和68%。为了进一步研究SRPP基因表达及其调控的机制,作者采用接头连接介导的PCR散步法(ligation-mediated PCR),克隆了SRPP基因的启动子。序列分析表明,SRPP基因启动子中与光诱导相关的顺式元件占39%,可能属于光诱导型启动子,因此,SRPP基因的表达可能受光信号的调控。此外,SRPP基因启动子还具有热激响应元件(HSE)、干旱胁迫响应元件(MBS)、防卫和胁迫响应元件(TC-richrepeats)、脱落酸响应元件(ABRE)、赤霉素响应元件(GARE)和激发子响应元件(EIRE,Wbox)等,这表明橡胶树SRPP基因不仅参与调控橡胶生物合成,而且可能是橡胶树中响应逆境信号的抗性基因,在橡胶树抵御逆境胁迫的生理过程中发挥重要作用。     

巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

[目的]探讨巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与序列分析。[方法]以高抗炭疽病的巴西橡胶无性系R042为材料,根据抗病基因Prf、L6、N等的P．100p和GLPL保守结构域设计简并引物,从R042扩增具有抗病基因同源序列的片段,对分离获得的抗病基因同源序列进行Blastn、氨基酸同源性分析、序列比较和系统进化分析。[结果]从巴西橡胶高抗炭疽病无性系R042基因组DNA中分离获得1个NBS类抗病基因同源序列,经Blastn比对后发现,该抗病基因同源序列与毛果杨中的一个CC—NBS—LRR抗病蛋白的mRNA的序列同源性为66％,Blastn的E值为2e-24,推测氨基酸序列与已知抗病基因的相似性在26．9％～43．2％。[结论]序列比对与系统进化分析表明,该抗病基因同源序列具有NBS类抗病基因的所有保守序列,且与Xal的亲缘关系最近。     

橡胶树不同品种(系)抗寒性的室内鉴定

[目的]筛选抗寒性较强的橡胶品种,为橡胶的生产及抗寒育种提供理论依据。[方法]以93-114作为对照,通过室内鉴定法,用人工气候箱模拟辐射寒害,对国家橡胶种质资源圃的31个品种(系)橡胶芽条进行了抗寒性的室内鉴定。[结果]31个品种(系)中,抗寒性强的品种(系)有3个,占9.68%;抗寒性较强的品种有13个,占41.94%;抗寒性中等的品种有4个,占12.90%;抗寒性较弱的品种有6个,占19.35%;抗寒性弱的品种有5个,占16.13%。[结论]热研7-18-55、93-114、热研2-14-39芽条抗寒性最强,徐育3I、AN873、针选1(4)、五星I3、热研4、保亭3412、红山67-15、湛试496-1、闽林71-22、云研77-2、文昌7-35-11、南牛田1-1、热研88-13芽条抗寒性较强,BPM24、IAN2887、RRIC52、热研7-20-59、针选5芽条抗寒性最弱。     

乙烯利在橡胶树上应用的研究进展

概述了三十多年来乙烯利在橡胶树上应用的研究成果,并对今后生产上使用乙烯利刺激割胶提出一些建议。     

茉莉酸诱导巴西橡胶树乳管分化的研究进展

从实验形态学、伤害信号传导、生化与分子生物学3个方面综述茉莉酸对乳管分化影响的研究,并对其今后研究方向进行分析。     

巴西橡胶树炭疽病研究进展

炭疽病是巴西橡胶树的主要叶部病害之一。从该病的分布、危害、病害症状、病原菌及其生物特性、流行规律及防治方法等方面对其国内外研究展开论述,提出该病研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行展望。     

巴西橡胶树胶乳蛋白质组学研究综述

巴西橡胶树胶乳高速离心后大致可分为橡胶粒子、C-乳清和黄色体3种组分,这些组分中含有约200种不同的蛋白质。随着蛋白质组学的发展,巴西橡胶树胶乳蛋白质组学的研究已相继展开。本文综述近年来巴西橡胶树胶乳蛋白质组学的研究,提出了其存在的问题并进行了展望。     

巴西橡胶树钙调蛋白基因的克隆和表达分析

以拟南芥和杨树的钙调蛋白氨基酸序列为探针,对橡胶树转录组数据库进行搜索,并设计引物进行PCR扩增,得到7个橡胶树钙调蛋白基因的c DNA序列,命名为Hb Ca M1-7。序列分析结果发现,Hb Ca M1-7的CDS序列均为450 bp,编码149个氨基酸,分子量为16.8 ku,等电点为3.95。其中,Hb Ca M1-6间氨基酸同源性为100%,Hb Ca M7与其他成员之间的氨基酸同源性为98%。在基因结构组织方面,Hb Ca M1-7均为一个内含子,且内含子的插入位置相同,但内含子的长度明显不同。从氨基酸序列同源性和进化关系分析结果可看出,钙调蛋白基因家族在进化上非常保守。在表达方面,Hb Ca M1-6在各组织中均有表达,除了Hb Ca M3在根中表达丰度相对较高,其他成员均在胶乳中表达丰度相对较高,而Hb Ca M7在各组织中的表达均比较低;乙烯利处理后,Hb Ca M2-7的表达均有一定的上升趋势,而在叶片发育过程中Hb Ca M1-5碷呈明显下调表达。由此可见,橡胶树钙调蛋白与橡胶树叶片发育、胶乳乙烯信号通路具有一定的相关性。