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橡胶树主要病害研究现状与展望

中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1798-1813页

作者：李博勋刘先宝陈丽琼时涛许力丹李超萍黄贵修中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室云南农业大学植物保护学院中国热带农业科学院科技信息研究所

橡胶树是我国重要的热带经济作物,其产物天然橡胶在国防安全、经济建设和人民生活等方面具有重要意义.病害的发生与流行一直是制约天然橡胶产业健康、持续发展的重要生物限制因素.本文总结了近年来国内外在橡胶树叶部、茎杆和根部主要... 详细信息

橡胶树是我国重要的热带经济作物,其产物天然橡胶在国防安全、经济建设和人民生活等方面具有重要意义.病害的发生与流行一直是制约天然橡胶产业健康、持续发展的重要生物限制因素.本文总结了近年来国内外在橡胶树叶部、茎杆和根部主要病害的研究现状,深入阐述了病害的发生与流行规律、检测监测与预警、致病机理与抗病机制,以及现有防控技术、产品、模式的成熟度与应用现状等内容.同时,本文还分析了当前面临的橡胶树病害监测和防控技术落后、投入劳动成本高、优良抗病种质资源利用不足、智能化程度低等技术难题.提出了加强橡胶树病害基础数据库建设,深入开展致害机制系统研究,创新研发智能化监测与控制技术体系,建设橡胶树主要病害统防统治与社会化服务技术平台等研究展望.通过对橡胶树主要病害研究工作的总结、分析与展望,为今后橡胶树主要病害的宏观把控和精准防控提供理论依据,将有助于实现天然橡胶产业绿色、健康、可持续发展.

关键词：橡胶树主要病害研究现状展望

遮光对五指毛桃植株生物量分配及营养成分组成特征的影响

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热带作物学报 2024年第8期45卷 1641-1650页

作者：袁淑娜潘剑黄坚雄桂青郑定华蔡海滨王秀全中国热带农业科学院橡胶研究所/农业农村部儋州热带作物科学观测试验站/中国热带农业科学院林下资源综合利用研究中心海南儋州571737

通过搭建遮阴棚设置5个遮光率处理(0、30%、50%、70%、90%),分析不同光照强度下五指毛桃生物量指标的分配规律及各部分矿质元素组成特征、营养成分积累差异。结果表明:五指毛桃生物量指标可塑性指数平均值为0.81,茎生物量占比受遮光影... 详细信息

通过搭建遮阴棚设置5个遮光率处理(0、30%、50%、70%、90%),分析不同光照强度下五指毛桃生物量指标的分配规律及各部分矿质元素组成特征、营养成分积累差异。结果表明:五指毛桃生物量指标可塑性指数平均值为0.81,茎生物量占比受遮光影响较小,果生物量及其占比受遮光影响较大,90%遮光率处理一年生五指毛桃植株不结果;50%遮光率处理五指毛桃植株果生物量占比最高;遮光会增加五指毛桃植株常量元素中氮和钾的含量,降低钙和磷的含量;五指毛桃植株钙磷比变化范围为1.65~6.32,果实钙磷比较低,叶片钙磷比较高;微量元素中,铁含量受遮光影响最大;70%和90%遮光率处理五指毛桃叶片、茎秆和果实中铁含量较对照降低65%以上;遮光处理五指毛桃叶片粗蛋白含量范围为13.91%~16.82%,果实粗蛋白含量范围为12.22%~16.46%;叶片和果实粗纤维平均含量分别为13.73%和17.33%;全光照种植五指毛桃果实中粗脂肪含量最高,为13.30%;遮阴显著降低五指毛桃叶片、茎秆和果实中黄酮类化合物含量,但五指毛桃叶片和果实中的多酚含量在30%遮光率处理下达到最高。综上,以采收种子进行种苗繁育为主的生产不适宜在荫蔽度较高的环境下进行,可以用50%遮光种植,以提高结实率。同时遮阴会改变五指毛桃各部位养分积累和组成比例,在用其叶片、茎秆和果实作饲料原料时应注意五指毛桃种植环境对其营养成分组成的影响,合理进行各养分比例调整。而利用其叶片作为饮料原料时,以种植在30%遮光率环境中为宜。

关键词：五指毛桃遮阴生物量分配营养成分

橡胶树水通道蛋白HbPIP1;4的亚细胞定位与多聚化分析

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热带作物学报 2024年第6期45卷 1095-1101页

作者：邹智郑玉皎乔雪莹热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院海南海口571101

质膜内在蛋白(PIP)隶属于水通道蛋白家族,其以细胞膜定位并具有高效的水分转运活性而著称。PIP高度保守,主要包含PIP1和PIP2两个亚类。天然橡胶是重要的工业原料和战略物资,其主要来源为巴西橡胶树。作为橡胶合成和储藏的特异组织,乳管... 详细信息

质膜内在蛋白(PIP)隶属于水通道蛋白家族,其以细胞膜定位并具有高效的水分转运活性而著称。PIP高度保守,主要包含PIP1和PIP2两个亚类。天然橡胶是重要的工业原料和战略物资,其主要来源为巴西橡胶树。作为橡胶合成和储藏的特异组织,乳管与邻近的薄壁细胞之间缺乏胞间连丝,其水分平衡主要由PIP介导。通过前期研究,团队鉴定到一个PIP1亚类成员HbPIP1;4,该基因在乳管中高水平表达,然而,其在蟾蜍卵母细胞中异源表达却无水分转运活性,推测因不能有效定位到细胞膜所致。为探讨HbPIP1;4在植物体内的功能部位及作用模式,本研究构建了其亚细胞定位和双分子荧光互补(BiFC)载体。通过利用农杆菌介导法瞬时转化烟草叶片,再用激光共聚焦显微镜进行观察,发现荧光信号出现在细胞膜,这与生物信息学预测的细胞膜定位结果一致。BiFC实验进一步证实HbPIP1;4定位在细胞膜,结果同时显示,HbPIP1;4可形成同源多聚体,这与3D结构预测结果一致。上述结果为深入揭示乳管的水分平衡机制奠定了坚实的基础。但HbPIP1;4的异源互作模式还有待进一步研究。

关键词：橡胶树乳管水通道蛋白质膜内在蛋白亚细胞定位双分子荧光互补

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橡胶树蛋白激酶基因SnRK2.7的克隆及表达

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热带生物学报 2024年第1期15卷 1-9页

作者：刘云飞李言田维敏海南大学热带作物学院海口570228 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/海南省热带作物栽培生理学重点实验室海口571101

为了探索蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(Sucrose non-fermentating1-related protein kinase 2,SnRK2)在巴西橡胶树响应低温胁迫应答中的作用,采用RT-PCR技术,从橡胶树抗寒无性系93-114的叶片中克隆了SnRK2亚家族的一个成员,命名为HbSnRK2.7... 详细信息

为了探索蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(Sucrose non-fermentating1-related protein kinase 2,SnRK2)在巴西橡胶树响应低温胁迫应答中的作用,采用RT-PCR技术,从橡胶树抗寒无性系93-114的叶片中克隆了SnRK2亚家族的一个成员,命名为HbSnRK2.7。该基因包含一个1095 bp的开放阅读框,编码364个氨基酸。HbSnRK2.7的分子量为41.39 kD,等电点为4.70,具有保守丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域,预测其能催化磷酸基从ATP转移到蛋白质底物上的丝氨酸/苏氨酸残基上,也是磷酸化位点的集中区域,还具有非生物胁迫所需的结构域和ABA(脱落酸)依赖的HbSnRK2.7激活所需结构域。q-PCR结果显示,HbSnRK2.7基因响应ABA诱导,呈下调表达模式。在ABA处理8 h时,表达量下调到最低点。在低温胁迫下,HbSnRK2.7的表达量极显著降低。低温胁迫4 h和8 h时,HbSnRK2.7持续下调表达,低温胁迫24 h时,HbSnRK2.7表达量下调到最低,大约为非胁迫表达量的1/2。而且,HbSnRK2.7在不抗寒种质中的表达量显著高于抗寒种质。这些结果表明,HbSnRK2.7可能作为负调控因子介导橡胶树依赖ABA的低温胁迫抗性形成。

关键词：巴西橡胶树蔗糖非发酵相关蛋白激酶荧光定量PCR 低温胁迫抗性脱落酸信号途径

橡胶树水通道蛋白HbPIP2;7的亚细胞定位与多聚化分析

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第1期44卷 1-6页

作者：邹智郑玉皎乔雪莹阳江华海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室中国热带农业科学院热带生物技术研究所三亚研究院海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7... 详细信息

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7进行了克隆,在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特性进行了分析。结果表明:HbPIP2;7的编码区全长837 bp,预测编码278 AA,理论分子量为29.56 kDa、等电点为9.11、不稳定系数为29.89、总平均疏水指数为0.526,含有1个保守的MIP结构域及6个典型的跨膜螺旋,预测以四聚体的形式起作用。生物信息学预测和在烟草中的亚细胞定位分析均显示,HbPIP2;7定位在细胞膜。双分子荧光互补和酵母双杂交实验均表明,HbPIP2;7不能形成同源多聚体,推测HbPIP2;7主要通过异源互作的方式参与橡胶树乳管的水分平衡。

关键词：橡胶树乳管水通道蛋白亚细胞定位双分子荧光互补酵母双杂交

橡胶树不同发育时期花药愈伤生长发育对低温的响应

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热带作物学报 2024年第9期45卷 1877-1885页

作者：王梦澳李娜吴日智周权男彭素娜杨先锋黄天带曾长英海南大学热带农林学院海南海口570228 中国热带农业科学院橡胶研究所/海口市热带植物种苗创新重点实验室/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/省部共建国家重点实验室培育基地海南海口571101 华中农业大学植物科学技术学院湖北武汉430070

橡胶树花药再生体系是我国最早建立的橡胶树体胚植株再生技术体系,其产生的再生植株为自根幼态无性系,兼具实生苗生长迅速、抗逆性强和芽接苗遗传同质的优点,同时因发育时期从老态恢复至幼态,产量提升20%以上。然而每年花蕾采集期约为6... 详细信息

橡胶树花药再生体系是我国最早建立的橡胶树体胚植株再生技术体系,其产生的再生植株为自根幼态无性系,兼具实生苗生长迅速、抗逆性强和芽接苗遗传同质的优点,同时因发育时期从老态恢复至幼态,产量提升20%以上。然而每年花蕾采集期约为60d,无法全年供应由花药壁细胞脱分化形成的愈伤组织,造成依托于该材料的研究无法持续进行。本研究以橡胶树品种热研73397雄蕊为材料,研究不同发育时期的花药愈伤(0、7、14、21、28、35、42 d)在15、20℃两个低温下保存15 d其愈伤诱导和体细胞胚发生发育的情况。结果表明:15℃和20℃两个温度对低温保存后愈伤诱导、体细胞胚发生各阶段除胚性愈伤数显著低于对照组外,其余无显著影响;发育时期对低温保存后愈伤诱导、体细胞胚发生各阶段均有显著影响(P研究实现了橡胶树花药愈伤的短期保存,有效解决了因花期短导致遗传转化受体来源不足的困难,全年3个花季可开展实验时间由60 d延长至240 d,有助于加快橡胶树花药愈伤遗传转化体系优化研究。

关键词：橡胶树遗传转化花药愈伤低温保存体细胞胚发生

橡胶树HbPIP2;3的亚细胞定位与多聚化分析

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热带作物学报 2024年第3期45卷 443-449页

作者：邹智乔雪莹郑玉皎阳江华热带作物生物育种全国重点实验室/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/三亚研究院海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳... 详细信息

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳管膨压进而影响橡胶树的产排胶能力,是决定胶乳产量的关键因素。前期研究显示,橡胶树乳管的水分平衡主要由质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic protein,PIP)特别是HbPIP2;3介导。为揭示HbPIP2;3调控乳管水分平衡的分子机制,本研究采用RT-PCR技术对其861 bp的编码区进行分离。序列分析显示:HbPIP2;3预测编码286个氨基酸,理论分子量为30.58 kDa,等电点为8.50,不稳定系数为31.68,总平均疏水指数为0.449,为稳定的疏水型碱性蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个典型的跨膜螺旋和2个半螺旋;基于同源建模的3D结构预测显示其可以形成同源四聚体。生物信息学预测和在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,HbPIP2;3定位在细胞膜,这同时也得到了双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验的证实。BiFC实验显示,HbPIP2;3可在细胞膜上形成同源四聚体,这进一步得到酵母双杂交结果的验证。本研究结果表明,HbPIP2;3可通过同源四聚体的方式调控乳管的水分平衡,但是否存在异源互作模式还有待进一步研究。

关键词：乳管水通道蛋白亚细胞定位双分子荧光互补酵母双杂交

巴西蕉和超级矮蕉中MaGA2ox1基因的克隆和表达模式分析

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分子植物育种 2024年第6期22卷 1834-1841页

作者：杨医境程志号郭素霞孙长君王贤智吴琼云南大学农学院昆明650504 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南省香蕉遗传改良重点实验室海口571101 中国热带农业科学院热带生物技术研究所热带作物生物育种全国重点实验室三亚572024

为了培育抗倒伏矮秆香蕉,本研究以常规栽培种巴西蕉(Musa spp. Baxi, BX)和超级矮蕉(super dwarf cavendish, SDC)为材料,对二者GA2ox基因进行克隆、荧光定量表达和烟草亚细胞定位分析发现,该基因cDNA全长990 bp,编码329个氨基酸,其编... 详细信息

为了培育抗倒伏矮秆香蕉,本研究以常规栽培种巴西蕉(Musa spp. Baxi, BX)和超级矮蕉(super dwarf cavendish, SDC)为材料,对二者GA2ox基因进行克隆、荧光定量表达和烟草亚细胞定位分析发现,该基因cDNA全长990 bp,编码329个氨基酸,其编码蛋白的氨基酸序列在这两种材料中完全一致;蛋白分子量为36.4 k D,等电点为6.27,无跨膜区和信号肽;MaGA2ox1基因所合成的蛋白质序列与椰子、水稻、拟南芥的亲缘关系最为密切;该基因定位于在细胞膜和细胞核中;五叶一心期,巴西蕉的根、叶片、心叶等组织中MaGA2ox1基因表达均高于SDC;十叶一心期,巴西蕉的老叶和根组织中的MaGA2ox1基因表达量高于SDC,在嫩叶和心叶组织中MaGA2ox1基因表达量低于SDC,两时期MaGA2ox1基因的总组织表达量巴西蕉高于SDC。本研究为解析香蕉形态建成过程中GA2ox氧化酶的调控机制提供一定的参考。

关键词：香蕉 GA2ox1 系统进化树亚细胞定位表达模式分析

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橡胶树HbWRI转录因子的克隆与表达分析

西北林学院学报 2024年第5期39卷 103-110,158页

作者：范睿深白楠芳唐霁月曲鹏高宏华魏芳杨文凤吴明仇键中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101 云南农业大学热带作物学院云南普洱665099

脂质是橡胶树胶乳的主要非胶组分,与胶乳代谢和天然橡胶质量形成密切相关,但其代谢调控相关研究欠缺。WRINKLED(WRI)是植物AP2转录因子家族成员,在促进碳源从糖流向油脂合成中发挥了重要作用。本研究从橡胶树胶乳中克隆到3个HbWRI基因... 详细信息

脂质是橡胶树胶乳的主要非胶组分,与胶乳代谢和天然橡胶质量形成密切相关,但其代谢调控相关研究欠缺。WRINKLED(WRI)是植物AP2转录因子家族成员,在促进碳源从糖流向油脂合成中发挥了重要作用。本研究从橡胶树胶乳中克隆到3个HbWRI基因家族成员,分别为HbWRI1,HbWRI2和HbWRI3,并对其进行生物信息学分析、不同组织部位表达分析以及亚细胞定位分析。结果表明,HbWRI1,HbWRI2和HbWRI3的编码序列全长分别为1128、1122 bp和1050 bp,分别编码了375、373和349个氨基酸。HbWRI1-3蛋白具有2个60~70个氨基酸大小的AP2保守结构域,第1个AP2结构域中包含1个VYL基序和1个14-3-3蛋白结合基序。生信分析预测HbWRI1-3均无跨膜结构域,无信号肽,为疏水性蛋白,且含有多个磷酸化位点。亚细胞定位分析表明,HbWRI1-3蛋白定位于细胞核上。不同组织部位表达分析表明,HbWRI1、HbWRI2和HbWRI3基因均在橡胶树胶乳中表达量最高,且在胶乳中HbWRI3是家族成员中表达量最高的基因,暗示HbWRI1-3可能参与了胶乳脂质合成调控。该研究为进一步探索HbWRI1-3转录因子在橡胶树胶乳代谢及影响天然橡胶质量形成中的作用奠定基础。

关键词：橡胶树 HbWRI1-3 生物信息学分析表达分析

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