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乙烯刺激割胶对巴西橡胶树PR107树皮结构的影响

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中国科学:生命科学 2024年

作者：史敏晶杨署光张世鑫吴继林郝秉中田维敏中国热带农业科学院橡胶研究所农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室

树干树皮中的次生乳管及其周围的组织是巴西橡胶树天然橡胶生产的结构基础.施用乙烯能明显增加橡胶树PR107的胶乳产量,但对其树皮结构的影响鲜有报道.本文以橡胶树PR107为试验材料,研究了乙烯利和乙烯气刺微割采胶对树皮光学显微结构的... 详细信息

树干树皮中的次生乳管及其周围的组织是巴西橡胶树天然橡胶生产的结构基础.施用乙烯能明显增加橡胶树PR107的胶乳产量,但对其树皮结构的影响鲜有报道.本文以橡胶树PR107为试验材料,研究了乙烯利和乙烯气刺微割采胶对树皮光学显微结构的影响以及乙烯利刺激后短期(2天、4天和7天)树皮超微结构的变化.结果显示,乙烯利和乙烯气体长期刺激都会导致水囊皮(有功能韧皮部)厚度减少,筛管直径缩小,表明其输导能力明显减弱;树皮中出现膨大乳管以及积累单宁,石细胞位置内移,表现出早衰,其中乙烯利诱导单宁细胞、石细胞的作用更强,而乙烯在增强细胞的分裂增生且纵向影响上则更深远.高浓度乙烯利短期处理后,筛管中积累大量P-蛋白以及胼胝体,筛分子的连通受到阻碍;薄壁细胞中膜代谢异常,与蛋白质合成、能量代谢相关的细胞器也发生明显的变化.本研究旨在为制定合理的刺激割胶制度提供解剖学上的依据.

关键词：巴西橡胶树乙烯利乙烯气体微割树皮结构

DNA甲基化对橡胶树老态和幼态无性系茎围差异的影响

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分子植物育种 2024年第9期22卷 2965-2970页

作者：李海林李维国高新生张晓飞张源源丛建民闫鸿媛尹欣幸台州科技职业学院台州318020 中国热带农业科学院橡胶研究所国家橡胶树育种中心农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室海口571101

茎围是影响橡胶树胶乳产量的因素之一。橡胶树的幼态无性系和老态无性系,由同一棵树不同部位的芽嫁接获得,它们的DNA序列相同,但产胶量却存在差异。为明确橡胶树老态和幼态无性系茎围差异与基因组DNA甲基化差异的表观遗传关系,本研究先... 详细信息

茎围是影响橡胶树胶乳产量的因素之一。橡胶树的幼态无性系和老态无性系,由同一棵树不同部位的芽嫁接获得,它们的DNA序列相同,但产胶量却存在差异。为明确橡胶树老态和幼态无性系茎围差异与基因组DNA甲基化差异的表观遗传关系,本研究先测量橡胶树老态和幼态无性系的茎围。然后利用MSAP技术分析橡胶树老态和幼态无性系的DNA甲基化差异。SAS分析结果显示:幼态无性系茎围为(39.40±3.14)cm,老态无性系茎围为(37.01±3.52)cm,差异达到显著水平;MSAP结果显示:橡胶树老态和幼态无性系DNA甲基化水平和DNA甲基化模式均有差异。幼态无性系的DNA甲基化水平为36.5%,高于老态无性系的27.2%。老态和幼态无性系中维持甲基化、重新甲基化和去甲基化模式都有发生。和老态无性系相比,幼态无性系发生模式变化最多的重新甲基化。对差异条带回收克隆比对后,检索到与拟南芥的抗旱性等基因同源性很高。这些差异可能是导致橡胶树老态和幼态无性系间茎围差异的原因之一。

关键词：橡胶树茎围 DNA甲基化

橡胶树HbHsfB4b基因的克隆、组织特异性表达及亚细胞定位分析

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分子植物育种 2024年第4期22卷 1086-1095页

作者：余文才李言亚华金和丽岗云南省热带作物科学研究所景洪666100 中国热带农业科学院橡胶研究所农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室海口571101

热激转录因子(heat shock transcription factor,Hsf)在植物组织发育、结构发生和非生物胁迫响应等方面具有重要的调控作用。为了研究Hsf在橡胶树抵御逆境中的调控功能,本研究基于橡胶树基因组数据库克隆橡胶树HbHsfB4b基因全长开放阅... 详细信息

热激转录因子(heat shock transcription factor,Hsf)在植物组织发育、结构发生和非生物胁迫响应等方面具有重要的调控作用。为了研究Hsf在橡胶树抵御逆境中的调控功能,本研究基于橡胶树基因组数据库克隆橡胶树HbHsfB4b基因全长开放阅读框序列,通过构建瞬时表达载体,明确亚细胞定位,采用RT-qPCR技术检测其在橡胶树不同发育组织中的表达量。结果显示,HbHsfB4b基因全长开放阅读框为1080 bp,编码359个氨基酸,分子量为40.25 kD,理论等电点为7.28,亲水性蛋白,该蛋白由3个α-螺旋和4个β-折叠组成。序列比对分析显示,橡胶树HbHsfB4b蛋白与麻风树JcHsfB4和蓖麻RcHsfB4蛋白相似性较高,分别为91.99%和87.98%。RT-qPCR分析结果显示,HbHsfB4b在古铜期叶片中表达量最高。HbHsfB4b蛋白定位于细胞核。本试验为进一步研究HbHsfB4b基因在橡胶树中的生物学功能提供参考。

关键词：橡胶树 HbHsfB4b 基因克隆亚细胞定位表达分析

不同间作模式对胶园土壤微生物功能多样性的影响

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西南农业学报 2024年第2期37卷 286-293页

作者：赵春梅王文斌薛欣欣张永发任常琦罗雪华吴晓霜中国热带农业科学院土壤肥料研究中心农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室海南省热带作物栽培生理学重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地中国热带农业科学院橡胶研究所海口571101

【目的】研究不同间作模式对胶园土壤微生物群落功能多样性的影响,为今后橡胶林下间作模式优化和间作栽培管理提供科学依据。【方法】运用Biolog⁃ECO技术研究土壤微生物代谢功能特征,分析不同间作胶园土壤微生物碳源代谢活性和多样性的... 详细信息

【目的】研究不同间作模式对胶园土壤微生物群落功能多样性的影响,为今后橡胶林下间作模式优化和间作栽培管理提供科学依据。【方法】运用Biolog⁃ECO技术研究土壤微生物代谢功能特征,分析不同间作胶园土壤微生物碳源代谢活性和多样性的差异。【结果】土壤微生物对碳源利用在培养216 h时达到稳定,不同处理的平均吸光值AWCD依次为橡胶/王草间作>橡胶/咖啡间作>橡胶/益智间作>纯林胶园。间作模式不仅增加了土壤微生物利用的碳源种类,还增强了碳源代谢活性,橡胶/王草间作土壤微生物对碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类、羧酸类、多聚物类的代谢能力较强,橡胶/咖啡间作土壤微生物对胺类的代谢能力较强。主成分分析表明,间作胶园与纯林胶园之间土壤微生物碳源利用特征差异显著,橡胶/王草与橡胶/咖啡、橡胶/益智间作之间差异显著,橡胶/咖啡与橡胶/益智间作二者之间无显著差异。不同间作模式提高了胶园土壤微生物多样性指数,各处理之间的AWCD值和McIntosh指数差异显著,Shannon指数、Simpson指数无显著差异。相关性分析表明,胶园土壤微生物碳源代谢功能与土壤环境因子密切相关,土壤含水量、pH、有机质是影响胶园土壤碳源代谢差异的主要因子。【结论】橡胶林下间作王草、益智和咖啡作物有利于改善土壤生态环境,促进土壤碳源利用,提高土壤微生物群落功能多样性。

关键词：间作胶园土壤微生物碳源代谢功能多样性

氮添加与凋落物处理对橡胶林砖红壤有机碳组分及酶活性的影响

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环境科学 2024年第1期45卷 354-363页

作者：薛欣欣任常琦罗雪华王文斌赵春梅张永发中国热带农业科学院橡胶研究所海口571101 海南天然橡胶与热带林木研究院海口571101

研究氮添加与凋落物处理对土壤有机碳组分及酶活性的影响对调控人工林生态系统恢复具有重要意义.于海南岛西部橡胶林地开展野外微区模拟试验,采用二因素完全随机设计,设置4个氮水平[不施氮(CK,0 kg·hm^(-2)·a^(-1),以N计,下同),低氮(L... 详细信息

研究氮添加与凋落物处理对土壤有机碳组分及酶活性的影响对调控人工林生态系统恢复具有重要意义.于海南岛西部橡胶林地开展野外微区模拟试验,采用二因素完全随机设计,设置4个氮水平[不施氮(CK,0 kg·hm^(-2)·a^(-1),以N计,下同),低氮(LN,50 kg·hm^(-2)·a^(-1)),中氮(MN,100 kg·hm^(-2)·a^(-1))和高氮(HN,200 kg·hm^(-2)·a^(-1))]以及2种凋落物处理[凋落物去除(LR),凋落物保留(L)],分析0~10 cm和10~20cm土层的土壤理化性质、总有机碳(SOC)及其组分、酶活性等指标.结果表明,土壤pH随N添加量增加以及凋落物的去除呈显著降低的趋势(P生物生物量碳(MBC)、颗粒态有机碳(POC)、LFOC以及HFOC含量之间呈极显著正相关关系.总体来看,凋落物保留与低N输入对橡胶林地土壤碳库以及酶活性具有较好的协同作用.

关键词：凋落物氮添加橡胶林有机碳组分酶活性

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植物激素调控橡胶树产排胶机制研究进展

植物研究 2024年第2期44卷 161-167页

作者：郭冰冰刘明洋代龙军杨洪王立丰农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室特种天然橡胶加工技术创新中心中国热带农业科学院橡胶研究所海口571101

巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)是重要热带经济作物之一,其次生代谢产物天然橡胶(NR)是中国重要的工业原料及战略物资。植物激素对植物生长发育、萌发和环境应答等多方面均具有重要调控作用。本文详细介绍了乙烯、脱落酸、油菜素内酯... 详细信息

巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)是重要热带经济作物之一,其次生代谢产物天然橡胶(NR)是中国重要的工业原料及战略物资。植物激素对植物生长发育、萌发和环境应答等多方面均具有重要调控作用。本文详细介绍了乙烯、脱落酸、油菜素内酯和赤霉素4种植物激素在橡胶树生长发育、橡胶生物合成、产排胶和品质形成等关键环节中应用的研究进展,并展望4种激素在提高橡胶树产排胶机制研究中的应用前景,为支撑橡胶产业发展提供理论支撑。

关键词：橡胶树排胶植物激素天然橡胶生物合成

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色季拉山蒲公英属总黄酮及糖分含量种间差异及随海拔和坡向的变化

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西北植物学报 2024年第6期44卷 880-890页

作者：蒋毅史敏晶戴明鋆葛立鑫张世鑫张华西藏农牧学院西藏林芝860000 中国热带农业科学院橡胶研究所/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地——海南省热带作物栽培生理学重点实验室海口571101

[目的]蒲公英属是西藏最常见的药食两用植物,研究其植株内主要药理活性成分黄酮类、多糖以及其他糖分含量在种间差异以及随着坡向和海拔梯度的变化特征,对其高效开发利用具有重要的指导意义。[方法]以6种蒲公英属植物毛柄蒲公英、大头... 详细信息

[目的]蒲公英属是西藏最常见的药食两用植物,研究其植株内主要药理活性成分黄酮类、多糖以及其他糖分含量在种间差异以及随着坡向和海拔梯度的变化特征,对其高效开发利用具有重要的指导意义。[方法]以6种蒲公英属植物毛柄蒲公英、大头蒲公英、锡金蒲公英、灰果蒲公英、反苞蒲公英和角苞蒲公英不同坡向和海拔样地的全草样本为研究材料,分别对植株中的总黄酮和几种糖分含量进行测定和分析。[结果](1)总黄酮含量在毛柄蒲公英西坡3900m样本中最高(80.96mg/g),而锡金蒲公英东坡2300m样本中含量最低(29.08mg/g),并显著低于其他样本(P所有样本中还原性糖含量最高为61.1mg/g,最低为35.98mg/g,但不同种质和不同海拔高度之间的差距不如总糖含量明显。(4)多糖含量在反苞蒲公英东坡2000m和锡金蒲公英西坡3000m样本高达320mg/g以上,而锡金蒲公英西坡4200m和3900m以及毛柄蒲公英西坡3900m样本含量不足70mg/g,并与其他样本差异显著。[结论]西藏蒲公英属植物中黄酮和多糖含量较高,并在不同种之间差异明显;黄酮和多糖含量随海拔升高或坡向呈相反变化趋势,而多糖和总糖含量则有相似的变化规律;高海拔和西坡向可能有利于黄酮积累,低海拔和东坡向可能有利于多糖积累。

关键词：色季拉山蒲公英属黄酮多糖海拔坡向

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木薯MePCS1基因的克隆、表达分析及功能验证

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热带作物学报 2024年

作者：梁宝娟葛玉建侯静怡张慧敏任治欣耿梦婷王亚杰郭建春姚远中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海南热带农业资源研究院海南省热带农业生物资源保护与利用重点实验室中国热带农业科学院三亚研究院热带作物生物育种全国重点实验室海南大学热带农林学院

植物络合素合酶(PCS)是催化植物络合素(PC)合成的关键酶，PC可通过络合作用减轻重金属对植物的毒害。土壤重金属污染增加木薯食用安全风险，对木薯植物络合素合酶基因MePCS1并进行功能分析，对木薯重金属减控研究具有重要意义。本研究通... 详细信息

植物络合素合酶(PCS)是催化植物络合素(PC)合成的关键酶，PC可通过络合作用减轻重金属对植物的毒害。土壤重金属污染增加木薯食用安全风险，对木薯植物络合素合酶基因MePCS1并进行功能分析，对木薯重金属减控研究具有重要意义。本研究通过PCR技术克隆了SC8木薯品种MePCS1基因的编码区，全长为1512 bp，共编码503个氨基酸。蛋白序列分析表明MePCS1蛋白为亲水性蛋白，含有41个磷酸化位点和2个糖基化位点，不含有信号肽。构建系统进化树发现，木薯MePCS1蛋白与橡胶树的PCS蛋白亲缘关系最近。利用qPCR技术分析表明，MePCS1基因在茎中表达量最高；在木薯块根发育过程中，MePCS1基因在块根成熟期的表达量最高；铅(Pb)胁迫诱导MePCS1基因表达。MePCS1基因能提高BY4741酵母对Pb的耐受能力。本研究结果为进一步解析MePCS1基因功能特性及其Pb在木薯的减控机制提供了新的信息。

关键词：植物络合素合酶重金属Pb胁迫酵母表达

橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库构建及HbHDA6互作蛋白筛选

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广西植物 2024年第2期44卷 245-256页

作者：张世鑫吴绍华杨署光晁金泉史敏晶葛立鑫蒋毅田维敏中国热带农业科学院橡胶研究所/热带作物生物育种全国重点实验室/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/海南省热带作物栽培生理学重点实验室海口571101 西藏农牧学院西藏林芝860000

次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究... 详细信息

次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究中,我们发现组蛋白去乙酰化酶(HDA)抑制剂曲古抑菌素A(TSA)能诱导橡胶树乳管分化且组蛋白去乙酰化酶基因(HbHDA6)能够参与橡胶树乳管分化调控。由于组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制尚未阐明,因此该文使用冠菌素(COR)诱导橡胶树形成层分化产生次生乳管的实验系统,以分离形成层组织为材料,构建酵母双杂交cDNA文库,以HbHDA6基因为诱饵来筛选酵母双杂交文库,确定与HbHDA6相互作用的蛋白。结果表明:(1)利用Gateway技术构建的均一化COR诱导橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库,初级文库的容量为6.34×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.27×10^(7),文库重组率为100%;次级文库的容量为7.72×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.54×10^(7),文库重组率为100%。初级文库和次级文库的插入片段平均长度分别为1.1 kb和1.2 kb。(2)成功构建了筛选HbHDA6互作蛋白的pGBKT7-HbHDA6诱饵载体,并确认无自激活活性。(3)使用该诱饵载体对构建的酵母双杂交cDNA文库进行筛选,并通过NCBI_BLAST比对和去除重复以后,获得了22个与HbHDA6发生互作的蛋白,包括CLP1、ERF3、ERF4、HSP82、LARP6a、APT5、PP2A、FBA6等。该研究成果为解析组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制提供了理论基础,为转基因改良橡胶树的产胶潜力提供了候选基因,为高性能天然橡胶遗传改良育种提供了新线索。

关键词：巴西橡胶树次生乳管分化维管形成层酵母双杂交 HbHDA6