巴西橡胶树HbPEPRK基因家族5个成员在染色体上的定位

磷酸烯醇丙酮酸羧化酶激酶相关激酶(PEPRKs)在橡胶树中参与乙烯信号传导的相关反应,还与叶片发育、真菌侵染和低温胁迫有一定的相关性。本研究以巴西橡胶树无性系‘热研7-33-97’品种为材料,利用荧光原位杂交技术(FISH)对PEPRK基因家族中个成员(PEPRK1, PEPRK2, PEPRK3, PEPRK4和PEPRK5)进行了物理定位分析。结果表明:HbPEPRK1和HbPEPRK3基因同时定位在巴西橡胶树4号染色体长臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距分别为15.49、31.07;HbPEPRK2、HbPEPRK4和HbPEPRK5基因分别定位在巴西橡胶树5、6和7号染色体的长臂上,信号位点距离着丝粒的平均百分距分别为30.31、19.75和40.32。并讨论了这些基因与其他定位的基因之间的位置关系。为橡胶树分子辅助育种和比较基因组学研究提供有用的科学依据。     

橡胶树橡胶生物合成调控相关基因表达丰度比较

蛋白质是构成生命系统的基本元件之一,是大部分生物学功能的执行者。蛋白质丰度与其生物学功能息息相关,其丰度受基因表达过程中各环节严格精密的调控。其中,蛋白质丰度与其相应mRNA丰度存在较强的相关性,蛋白质丰度差异的40%可由mRNA丰度来解释。茉莉酸信号途径调节巴西橡胶树中的天然橡胶生物合成,但相关基因彼此间的表达丰度差异尚待阐明。该文比较了S/2D d3割胶制度下,15个橡胶生物合成调控相关基因COI1、JAZ1、JAZ2、JAZ3、MYC1、MYC2、MYC3、MYC4、MYC5、GAPDH、HMGR1、SRPP、REF、HRT1、HRT2以及2个常用内参基因18S、ACTIN1在10个橡胶树种质胶乳中的表达丰度差异;将ACTIN1的表达丰度设定为1,以此为标准计算出样品中其他基因的表达丰度。结果表明:相同个体中不同基因的转录丰度差异明显,不同个体中相同基因集的丰度大小排序存在一定差异;同一基因在不同个体中的转录丰度差异明显,这16个基因的最大丰度分别是最低丰度的9.43、6.04、10.02、12.29、18.82、9.22、38.46、112.83、121.36、15.34、19.09、13.54、10.05、19.80、24.83、11.82倍,他们的变异系数分别为73.05%、55.19%、69.09%、67.37%、66.59%、53.87%、83.25%、122.02%、166.34%、59.89%、70.59%、75.67%、74.20%、68.34%、84.23%、78.59%;总的来说,在群体水平上,16个基因的转录丰度从高到低依次为18S SRPPHMGR1REFMYC2/HRT1COI1MYC1/MYC4GAPDH/JAZ1/MYC5JAZ2HRT2/MYC3/JAZ3,他们的群体平均丰度依次为ACTIN1的28 382.26、43.64、11.39、7.16、5.47、5.10、1.07、0.75、0.74、0.45、0.42、0.33、0.12、0.06、0.06、0.04倍。值得注意的是,无论在个体水平还是群体水平上,18S的丰度毫无疑问是最大的,在mRNA中,SRPP的丰度最大,JAZ1大于JAZ2和JAZ3,MYC2大于MYC1、MYC3、MYC4、MYC5,HRT1大于HRT2。综上结果表明,结构基因和功能基因的丰度高于调控基因。在基因相对表达分析中,常对目的基因和内参基因作均一化处理,从而掩盖了不同基因间的真实丰度差异,因此,在基因表达分析中,既要关注基因的相对表达量,也要关注基因间的丰度差异,这有助于更全面地理解基因的功能。     

巴西橡胶树 HbNAC1基因启动子的克隆及序列分析

NAC转录因子是植物特有的一类转录调控因子,在植物的生长发育、激素调节和境胁迫应答中具有重要的功能。为研究NAC转录因子在巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)抗逆胁迫中的功能,本项目组根据巴西橡胶树NAC转录因子-HbNAC1基因序列,通过Genome Walking方法从巴西橡胶基因组DNA中获得了长度为1861bp的HbNAC1基因的5’调控区片段,序列分析表明该段序列含有一个典型的真核生物核心启动子区域,转录起始位点T位于起始密码子上游52bp处。该启动子序列除了含有TATA-box、CAAT-box等基本顺式作用元件外,还具有茉莉酸响应元件以及大量光顺式作用元件和逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,这表明HbNAC1基因在橡胶树逆境胁迫应答过程具有重要功能,其启动子可能是一个光诱导型和组织特异性启动子。     

运用SmartRoot测量橡胶树细根

SmartRoot是基于开放源ImageJ的免费根系分析软件, 通过软件分析根系照片可得到细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标。该文以橡胶树(Hevea brasiliensis)细根为例, 探索利用SmartRoot分析细根不同形态特征的可能性。用不同拍照距离与分析方式的对比确定橡胶树细根适合的研究方法, 用WinRhizo软件分析结果验证结果的准确性。结果表明, 不同拍摄高度下对应的细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标的标准均方根误差(NRMSE)分别为2.87%、15.73%、32.38%和16.88%; 手动分析与半自动分析相同照片细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标的NRMSE分别为3.06%、21.00%、 40.96%和11.64%; 用WinRhizo软件验证SmartRoot分析细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标结果NRMSE分别为5.31%、9.37%、9.61%和5.77%。本研究表明, 在适当方法下, 拍照法结合SmartRoot软件分析测量橡胶树细根细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标有较高的准确度, 可用于橡胶树细根指标的分析。     

橡胶树EST-SSR标记的开发与应用

通过对橡胶树10 778条EST序列进行拼接, 共得到Unigene 3 090条, 从中发掘出分布于353条Unigene的430个EST-SSR位点, SSR发生频率为11.42%, 平均分布距离为3.93 kb。在橡胶树EST-SSR中, 二核苷酸和三核苷酸重复是主要的重复类型, 分别占63.49%、32.09%。TC/AG、CT/GA和CTT/GAA、AAG/TTC、AGA/TCT是二、三核苷酸的优势重复类型。利用PRIMER5.0设计引物148对, 随机挑选21对引物进行合成, 并用其中15对扩增较好的引物, 通过变性聚丙烯酰胺凝胶结合银染的方法对44个橡胶树无性系进行了遗传多样性检测, 构建了聚类分析树状图。研究结果表明, 从橡胶树EST中开发SSR标记是有效、可行的, 文章所开发的EST-SSR引物可用于橡胶树遗传分析研究。     

橡胶树死皮病的形成及其机制

橡胶树死皮病为一复杂的生理综合症,对其发病机制至今仍缺乏了解.文章主要从活性氧诱发胶乳原位凝固、核酸与蛋白质代谢失调两个方面阐述橡胶树死皮病的发生机制.     

乙烯利诱导胶乳基因HbEtIe的克隆与表达分析

在成功构建巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳差异表达cDNA消减文库的基础上,利用RACE技术成功克隆了一个新的乙烯利诱导表达胶乳基因HbEtIe。分析表明,该基因含有1个158 bp的内含子和2个长度分别为92 bp和178 bp的外显子;cDNA全长551 bp,包含1个270 bp的完整阅读框,174 bp的3′-UTR和107 bp的5′-UTR,推导氨基酸序列中含有一个未知功能结构域DUF581。HbEtIe基因在乙烯利刺激条件下的胶乳中特异性表达并受到乙烯利的调控,其表达量随处理时间的延长而增强。HbEtIe基因与拟南芥衰老相关基因SAG102具有较高的同源性暗示,HbEtIe可能参与了乙烯利诱导巴西橡胶树乳管衰老的分子调控。     

巴西橡胶树HbCOI1基因5'调控序列的克隆及分析

利用GenomeWalker方法获得了巴西橡胶树HbCOI1的5'调控序列.通过分析表明,在该序列中除了含有真核生物典型的核心启动子区域(879～928 bp,TATA box存在于886 bp)外,一些与真核生物顺式调控元件相似的序列也存在其中,如在63、85和604 bp等处具有CAAT序列;在212、385和427 bp处有5'UTR Py-richstretch元件;在96 bp处有1个与茉莉酸应答相关的元件TGACG;在43 bp处存在1个与水杨酸应答相关的TCA-element;在145 bp处存在1个与抗性和胁迫应答相关的TC丰富重复序列.此外,在626、745、834和864 bp处分别有ACGTT-box、GATA-box、ARR1AT和I-box等顺式作用元件.     

水肥耦合对橡胶树产胶量的影响

水分和养分是限制橡胶树生长和产胶量的重要因子.以17年生的7-33-97橡胶树为试验材料,采用施氮量、灌水量、施磷量和施钾量四因素五水平(1/2实施)的二次回归通用旋转设计,通过田间小区试验,研究了不同水肥耦合水平对橡胶树产量和干胶含量的影响,并建立了橡胶树干胶产量的水肥回归数学模型.结果表明：不同水肥耦合水平对橡胶树橡胶产量和干胶含量都有显著影响;各因素对橡胶产量的效应顺序为：施氮量＞灌水量＞施磷量＞施钾量;各因素间耦合效应顺序为：氮、水＞氮、磷＞磷、水＞钾、水,且施钾量和土壤水分呈负交互效应;水肥调控的最佳组合为：尿素用量为476.39 kg·hm^-2,过磷酸钙用量为187.70 kg·hm^-2,氯化钾用量为225.77 kg·hm^-2,土壤相对含水量控制在82.78％左右.     

植物激素(或生长调节物质)在橡胶树组织培养中的应用

介绍了植物激素在橡胶树组织培养中的应用和研究进展。