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产胶植物乳管的结构特征及其分化和发育

中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1781-1797页

作者：史敏晶田维敏张世鑫吴继林晁金泉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

组织内含天然橡胶的植物统称为产胶植物.产胶植物的乳管是合成和贮存天然橡胶的特化细胞,乳管细胞及其内部橡胶粒子的发生、发育与植物的产胶能力密切相关.因此,研究产胶植物的乳管结构及其分化发育对天然橡胶产业的发展具有重要的意义... 详细信息

组织内含天然橡胶的植物统称为产胶植物.产胶植物的乳管是合成和贮存天然橡胶的特化细胞,乳管细胞及其内部橡胶粒子的发生、发育与植物的产胶能力密切相关.因此,研究产胶植物的乳管结构及其分化发育对天然橡胶产业的发展具有重要的意义.橡胶粒子、黄色体和F-W复合体(Frey-Wyssling complex)是橡胶树乳管的特化细胞器,机械伤害促进乳管的分化,茉莉酸是调节次生乳管分化的关键信号分子,但橡胶树乳管分化发育的分子机制仍未完全解析.本文综述了当前主要产胶植物乳管结构和分化发育方面的研究进展,并阐述了杜仲、橡胶草、银胶菊与橡胶树的乳管在分布、形态结构上的区别.本文将为深入研究产胶植物的乳管生物学奠定理论基础.

关键词：产胶植物乳管天然橡胶结构分化和发育

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壳聚糖调控橡胶树生长发育的分子机制分析

分子植物育种 2024年第6期22卷 2009-2016页

作者：周凯张宇王立丰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-省部共建国家重点实验室培育基地农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海口571101

为了证明其对橡胶树生长发育的促进作用,本研究采用叶面喷施的方法处理橡胶树‘热研73397’和‘热研917’组培苗叶片,分析与橡胶树生长发育相关基因的表达规律,并对其进行相关分析和主成分分析。结果表明,壳聚糖可显著上调与橡胶树生长... 详细信息

为了证明其对橡胶树生长发育的促进作用,本研究采用叶面喷施的方法处理橡胶树‘热研73397’和‘热研917’组培苗叶片,分析与橡胶树生长发育相关基因的表达规律,并对其进行相关分析和主成分分析。结果表明,壳聚糖可显著上调与橡胶树生长发育相关的能量合成基因HbATP、光合作用基因HbRbsS和活性氧淬灭酶基因HbAPX、HbCuZnSOD的表达量。相关和主成分分析表明,‘热研73397’品种的12个基因均呈正相关关系,且主成分只有1个。‘热研917’品种的12个基因中除HbMnSOD和HbCOXI不相关外,其余基因表达正相关,且有2个主成分。本研究结果表明,壳聚糖对橡胶树生长发育具有明显的促进作用并具有品种特异性,可作为橡胶树抗病和抗逆等化学调控剂的使用载体广泛应用,为橡胶树生长发育和抗逆机制研究提供科学依据,为新型栽培技术研发提供技术指导。

关键词：壳聚糖橡胶树相关分析主成分分析表达分析

橡胶树HbTRXh5基因在酵母中的表达及抗逆性分析

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生物技术通报 2024年

作者：吴双逯锐琳冯成天袁坤王真辉刘进平刘辉海南大学热带农林学院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

【目的】克隆橡胶树硫氧还蛋白基因HbTRXh5，分析其表达特性，探究其在非生物胁迫中的功能，为橡胶树抗逆性遗传改良提供基因资源。【方法】采用RT-PCR方法克隆橡胶树HbTRXh5基因，利用生物信息学方法分析其序列特性和系统进化关系。采... 详细信息

【目的】克隆橡胶树硫氧还蛋白基因HbTRXh5，分析其表达特性，探究其在非生物胁迫中的功能，为橡胶树抗逆性遗传改良提供基因资源。【方法】采用RT-PCR方法克隆橡胶树HbTRXh5基因，利用生物信息学方法分析其序列特性和系统进化关系。采用实时荧光定量PCR分析HbTRXh5基因在橡胶树各组织以及非生物胁迫下的表达。构建HbTRXh5基因酵母表达载体并转入酵母，比较转基因酵母和对照酵母在低温、盐和氧化胁迫处理后的存活差异。【结果】HbTRXh5基因编码区长354 bp，编码117个氨基酸。HbTRXh5含有硫氧还蛋白保守结构域和CGPC活性位点，属于h型硫氧还蛋白第I亚组。HbTRXh5在橡胶树各组织中均有表达，以胶乳中的表达量最高。低温、盐以及H2O2和甲基紫精诱导的氧化胁迫处理均能诱导HbTRXh5的表达。成功将HbTRXh5基因转入酿酒酵母INVSc1菌株中并诱导表达。同转pYES2空载体对照酵母相比，转HbTRXh5基因酵母在H2O2处理后具有更高的存活率。相反，在低温和盐胁迫处理后，转HbTRXh5基因酵母的存活率较对照酵母明显降低。【结论】橡胶树HbTRXh5的表达受低温、盐和氧化胁迫调控，酵母中表达HbTRXh5提高了重组酵母对氧化胁迫的抗性，但降低了对低温和盐胁迫的抗性。

关键词：橡胶树硫氧还蛋白酵母表达系统非生物胁迫氧化胁迫抗寒性

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<0.05)。(2)总糖含量在反苞蒲公英东坡2000m样本中达440.55mg/g,显著高于其他样本;而锡金蒲公英西坡4200m样本仅63mg/g,显著低于其他样本。(3)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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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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主要产胶植物功能基因组学研究进展

植物生理学报 2024年第7期60卷 1087-1094页

作者：杜晓愚赵一杰杨署光田维敏晁金泉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571737 浙江农林大学现代农学院浙江临安311300 海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚***

天然橡胶是一种重要的工业原材料,在国计民生领域发挥着不可替代的作用。已发现2000余种植物可以合成天然橡胶,其中橡胶树、杜仲、橡胶草是世界天然橡胶的主要来源。长期以来由于缺乏基因组信息,产胶植物功能基因组研究进展缓慢。随着... 详细信息

天然橡胶是一种重要的工业原材料,在国计民生领域发挥着不可替代的作用。已发现2000余种植物可以合成天然橡胶,其中橡胶树、杜仲、橡胶草是世界天然橡胶的主要来源。长期以来由于缺乏基因组信息,产胶植物功能基因组研究进展缓慢。随着多个版本基因组序列的公布以及基因功能鉴定平台的建立,近年来该领域的研究取得了蓬勃的发展。本文从基因组测序、重要功能基因鉴定、分子标记研发等方面对主要产胶植物功能基因组学重要进展进行综述,并对今后的研究方向作出展望。

关键词：产胶植物橡胶树杜仲橡胶草功能基因组

橡胶树炭疽病菌CsSAMDC基因的克隆及其对杀菌剂胁迫的响应

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分子植物育种 2024年

作者：黄韦媛薛雯轩罗培馨王立丰杨洪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云南农业大学热带作物学院海南大学植物保护学院

炭疽病是橡胶树主要叶部病害之一，能够危害橡胶树各个物候时期。多胺是一类天然脂肪族小分子，广泛存在于生物体中。本研究克隆了橡胶树炭疽病菌多胺合成关键基因S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶CsSAMDC，对该基因进行了序列特性及系统进化分析... 详细信息

炭疽病是橡胶树主要叶部病害之一，能够危害橡胶树各个物候时期。多胺是一类天然脂肪族小分子，广泛存在于生物体中。本研究克隆了橡胶树炭疽病菌多胺合成关键基因S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶CsSAMDC，对该基因进行了序列特性及系统进化分析，并探究该基因在DMI类和吡咯类杀菌剂胁迫下的表达特征。研究结果表明，CsSAMDC开放阅读框(ORF)长1 188 bp，能够编码395个氨基酸。CsSAMDC理论分子量和等电点分别为43.27 kD和5.66，是一个亲水性稳定蛋白，并且含有多个磷酸化位点。CsSAMDC二级结构中不规则卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角占比分别为44.05%、31.90%、15.44%和8.61%。系统进化分析表明，CsSAMDC与禾谷镰孢、织球壳菌、湖北圆柱菌、锈腐菌的SAMDC聚为一支，具有较近的进化关系。表达模式分析结果表明，DMI类杀菌剂苯醚甲环唑、咪鲜胺和戊唑醇菌能诱导CsSAMDC基因的表达，而吡咯类杀菌剂咯菌腈则相反，表明CsSAMDC在不同类型杀菌剂胁迫下发挥不同作用。本研究结果为进一步研究多胺代谢在病原真菌生长、致病及对杀菌剂敏感性中的作用奠定基础。

关键词：炭疽病多胺基因克隆杀菌剂

巴西橡胶树HbPSKR2基因克隆及互作蛋白鉴定

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热带作物学报 2024年第4期45卷 653-662页

作者：杜晓愚赵一杰张世鑫田维敏晁金泉浙江农林大学现代农学院浙江杭州311300 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/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南海口571101 海南大学热带作物学院海南海口570228

磺肽素是一种高等植物特有的小肽类激素,广泛参与植物的生长发育、分裂分化、生物或非生物胁迫等生物学过程。磺肽素受体蛋白(phytosulfokine receptor,PSKR)是磺肽素的直接受体,对于磺肽素信号传导至关重要。本研究采用RT-PCR(reverse ... 详细信息

磺肽素是一种高等植物特有的小肽类激素,广泛参与植物的生长发育、分裂分化、生物或非生物胁迫等生物学过程。磺肽素受体蛋白(phytosulfokine receptor,PSKR)是磺肽素的直接受体,对于磺肽素信号传导至关重要。本研究采用RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)技术克隆了橡胶树的HbPSKR2基因,并对其进行生物信息学、基因表达模式、互作蛋白筛选及鉴定分析。结果显示HbPSKR2基因的开放阅读框全长3159 bp,编码1052个氨基酸,理论分子量为114.84 kDa,理论等电点为6.34。结构域分析显示HbPSKR2属于典型的跨膜蛋白,前640个氨基酸是由亮氨酸重复组成的天线结构,第692~714个氨基酸是跨膜结构域,第765~1052个氨基酸是膜内激酶结构域。对HbPSKR2膜内激酶结构域以及拟南芥和水稻的PSKR同源序列进行多重比对,结果显示均存在ATP binding site、CaM binding site、Activation segment、GC Centre等保守性位点。表达模式分析显示,HbPSKR2基因在橡胶树形成层区高丰度表达,其表达量在冠菌素处理前期显著上升。通过酵母双杂交技术筛选到12个与HbPSKR2互作的候选蛋白,并对其中的2个蛋白激酶(HbPBL8和HbPIX13)与HbPSKR2的互作关系进行荧光素酶互补成像验证。结果显示,在烟草中共转化HbPSKR2-nLUC/HbPBL8-cLUC和HbPSKR2-nLUC/HbPIX13-cLUC可以观察到强烈的荧光信号,进一步证明了HbPSKR2在体内可与HbPBL8激酶和HbPIX13激酶互作。橡胶树HbPSKR2基因克隆及互作蛋白鉴定将为深入揭示橡胶树乳管分化分子机制提供新的思路。

关键词：巴西橡胶树 HbPSKR2 酵母双杂交荧光素酶互补成像互作蛋白

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橡胶树硫氧还蛋白基因HbTRXo2克隆、表达及功能分析

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热带作物学报 2024年第10期45卷 1999-2009页

作者：杨娜吴双逯锐琳何其光胡义钰朱春梅王真辉刘辉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南海口571101 云南农业大学热带作物学院云南普洱665099 海南大学热带农林学院海南海口570228

硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)作为氧化还原调节蛋白在植物抵御非生物逆境胁迫中发挥重要作用。本研究采用RT-PCR从橡胶树(Heveabrasiliensis)中克隆了硫氧还蛋白基因HbTRXo2,该基因编码区长594bp,编码197个氨基酸。预测HbTRXo2蛋白的分... 详细信息

硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)作为氧化还原调节蛋白在植物抵御非生物逆境胁迫中发挥重要作用。本研究采用RT-PCR从橡胶树(Heveabrasiliensis)中克隆了硫氧还蛋白基因HbTRXo2,该基因编码区长594bp,编码197个氨基酸。预测HbTRXo2蛋白的分子量为21.90 kDa,理论等电点为7.59。蛋白保守结构域和系统进化分析结果显示,HbTRXo2含有TRX保守结构域,与其他植物o型硫氧还蛋白聚在一起,表明该蛋白属于o型硫氧还蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,HbTRXo2基因在橡胶树根、树皮、胶乳、成熟叶、衰老叶、新梢、雌花和雄花组织中均表达,其中在胶乳中的表达量显著高于其他组织。同健康橡胶树相比,割面干涸橡胶树树皮和胶乳中HbTRXo2的表达量显著降低。在低温、聚乙二醇(PEG)诱导的干旱以及过氧化氢(H_(2)O_(2))和甲基紫精(MV)诱导的氧化胁迫处理下,HbTRXo2基因的表达显著上调,表明该基因参与了橡胶树对非生物胁迫的应答。为了研究HbTRXo2在抗逆中的功能,本研究构建其酵母表达载体,并转入酿酒酵母INVSc1菌株中,获得重组酵母INVSc1(pYES2-HbTRXo2)。比较重组酵母INVSc1(pYES2-HbTRXo2)和转空载体对照酵母INVSc1(pYES2)在H_(2)O_(2)、PEG和低温胁迫处理后的存活差异。结果显示,重组酵母INVSc1(pYES2-HbTRXo2)在PEG和H_(2)O_(2)处理后的存活率明显高于对照酵母,而在低温胁迫处理后的存活率明显低于对照酵母,表明转HbTRXo2基因提高了重组酵母对干旱和氧化胁迫的抗性,但降低了对低温胁迫的抗性。以上研究结果证明,HbTRXo2在橡胶树产排胶和抗逆过程中起着重要作用。本研究为进一步解析HbTRXo2在橡胶树中的生物学功能提供重要的参考依据。

关键词：硫氧还蛋白橡胶树基因表达酵母表达抗氧化性非生物逆境胁迫

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