橡胶草90年来主要研究成果及最新研究进展

天然橡胶是重要的国防战略物质,巴西橡胶树( Hevea brasiliensis (Willd. ex A. Juss.) Muell. Arg)是天然橡胶的唯一来源,天然橡胶商业化形式极为单一,潜在的供给不足问题亟待解决。因此,寻找可替代巴西橡胶树的产胶植物一直受到全世界高度重视。蒲公英属橡胶草( Taraxacum kok-saghyz Rodin)根部含有与橡胶树橡胶类似的天然橡胶分子,该植物主要分布在温带和寒带地区,具有易于机械化收获、生长周期短、遗传转化相对容易等特点,是最具开发潜力的产胶植物。本文对橡胶草90年(1931 - 2018)来的研究历史和主要成果进行了概括,对近10年取得的最新成果进行了深度分析,并预测橡胶草在未来天然橡胶产业中的作用,期望为开展橡胶草商业化生产和橡胶生物合成相关基础研究提供一定的参考。     

产胶植物橡胶转移酶的研究进展

天然橡胶合成中,橡胶转移酶催化异戊二烯焦磷酸的多聚化过程,这一过程对天然橡胶的品质及产量至关重要。橡胶转移酶及其性质、橡胶生物合成分子机理及橡胶的分子量大小决定机制是亟待解决的重要科学问题。本文介绍了以巴西橡胶树为主的产胶植物橡胶转移酶的性质和生物学功能,对橡胶转移酶的分离与鉴定及其活性调节等研究进展进行了综述。     

橡胶草的研究进展

天然橡胶是一种不可替代的重要战略工业原料, 用途广泛。巴西橡胶树作为天然橡胶的主要来源, 受种植面积限制, 难以满足全球日益增长的对天然橡胶的需求。而南美叶疫病也是巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)安全的潜在威胁。蒲公英属产胶植物(橡胶草)最早发现于20世纪30年代, 可产生高质量的天然橡胶, 具有生长周期短、地理适应范围广、适合机械化生产等特点, 被认为是一种理想的产胶备选作物。该文从橡胶草种质资源、遗传改良、栽培技术及产胶生物学机制等方面综述了国内外橡胶草的研究进展和存在的问题, 并为我国开展橡胶草相关研究提出建议。     

橡胶草分子生物学研究进展及展望

重点总结了国外对橡胶草分子生物学领域的最新研究成果,并对该领域今后的研究方向做了简要展望。     

植物激素调控橡胶树产排胶机制研究进展

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。     

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...     

橡胶草SRPP2基因克隆及表达分析

TkSRPP2是橡胶草SRPP基因家族的成员,在天然橡胶生物合成和橡胶粒子稳定方面起重要作用.采用PCR技术从橡胶草中克隆得到TkSRPP2基因全长序列,对其进行生物信息学分析、烟草亚细胞定位及定量表达分析.结果显示,TkSRPP2基因全长633 bp,编码210个氨基酸,蛋白质相对分子质量为23.15 kD,理论等电...     

植物焦磷酸酶(PPase)的研究进展

植物焦磷酸酶(PPase)可分为存在于细胞质中可溶性的无机焦磷酸酶和与膜结合的不可溶性焦磷酸酶.后者不仅能水解焦磷酸,同时还具有质子泵的功能.橡胶树乳管中与黄色体膜结合的不可溶性焦磷酸酶,是调控橡胶生物合成的一个必不可少的酶.对植物焦磷酸酶的结构及其功能和分子生物学研究的进展进行了综合论述,并着重阐述了焦磷酸酶在橡胶树橡胶生物合成中的作用.     

橡胶树橡胶生物合成调控相关基因的表达相关性分析

该文通过q PCR获得了正常割胶条件下,9个茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb JAZ2、Hb JAZ3、Hb MYC1、Hb MYC2、Hb MYC3、Hb MYC4、Hb MYC5和6个橡胶生物合成相关基因Hb HRT2、Hb SRPP、HbREF、Hb HMGR1、Hb HRT1、Hb GAPDH在5个橡胶树魏克汉种质和5个1981’IRRDB种质胶乳中的表达数据;通过皮尔逊相关系数分析了这15个基因彼此间的表达相关性,分别获得105对基因的双变量相关系数(r12)和偏相关系数(r12.3),所有105对基因的双变量相关系数(︱r12︱)和偏相关系数(︱r12.3︱)的平均值分别为0.486±0.220和0.304±0.211,达到0.05的差异显著水平。其中,r12与r12.3方向相同的63对(60%),方向相反的42对(40%);︱r12︱<︱r12. 3︱的23对(21. 905%),︱r12︱>︱r12.3︱的82对(78.095%);双变量相关显著性P<0.05的76对(72.38%),P<0.01的59对(56.19...     

巴西橡胶树43 kD橡胶粒子膜蛋白基因的cDNA克隆及表达

对43 kD的橡胶粒子膜蛋白进行了分离纯化和其N端氨基酸序列分析,根据N端氨基酸序列,设计一简并引物,通过3'RACE(Rapid Amplification ofcDNA Ends)的方法,获得了43 kD的橡胶粒子膜蛋白的cDNA.该cDNA含有1 385个核苷酸,含有完整的阅读框架,编码381个氨基酸.在终止密码子下游,包含有一个239bp的3'非编码区.该cDNA由5个首尾相连的重复单元组成,每个单元编码76个氨基酸组成的泛素(ubiquitin)单体.编码43 kD橡胶粒子蛋白的基因具有多个拷贝,在胶乳、叶片和树皮都表达.     

巴西橡胶树胶乳中DUF1262结构域蛋白结构与基因表达分析

为了揭示天然橡胶生物合成酶互作蛋白结构及其在天然橡胶生物合成过程中的功能。本研究以橡胶树胶乳橡胶粒子总蛋白为研究对象,采用免疫共沉淀实验技术以天然橡胶合成关键酶顺式-异戊二烯基转移酶（CPT）抗体从胶乳中捕获了1个含DUF1262结构域的未知功能蛋白。生物信息学分析表明橡胶树基因组中包含50个编码含DUF1262结构域蛋白的基因序列;蛋白质相互作用网络分析表明DUF1262结构域蛋白可能参与调节信号转导或转录调控等过程;荧光定量PCR结果表明编码该蛋白基因的转录本在根、叶、花、枝和胶乳等组织中广泛分布,但在胶乳中表达较低,在树皮表达较高;水杨酸、脱落酸、过氧化氢及干旱处理可增强该基因在叶片中的转录水平。本研究证明DUF1262参与橡胶树逆境反应等生理过程,为揭示胶乳生物合成调控机制提供新线索。     

Guayule and Russian Dandelion as Alternative Sources of Natural Rubber

ABSTRACT

Natural rubber, obtained almost exclusively from the Para rubber tree (Hevea brasiliensis), is a unique biopolymer of strategic importance that, in many of its most significant applications, cannot be replaced by synthetic rubber alternatives. Several pressing motives lead to the search for alternative sources of natural rubber. These include increased evidence of allergenic reactions to Hevea rubber, the danger that the fungal pathogen Microcyclus ulei, causative agent of South American Leaf Blight (SALB), might spread to Southeast Asia, which would severely disrupt rubber production, potential shortages of supply due to increasing demand and changes in land use, and a general trend towards the replacement of petroleum-derived chemicals with renewables. Two plant species have received considerable attention as potential alternative sources of natural rubber: the Mexican shrub Guayule (Parthenium argentatum Gray) and the Russian dandelion (Taraxacum koksaghyz). This review will summarize the current production methods and applications of natural rubber (dry rubber and latex), the threats to the production of natural rubber from the rubber tree, and describe the current knowledge of the production of natural rubber from guayule and Russian dandelion.     

不同提取液对巴西橡胶树橡胶粒子蛋白质提取和分离的影响

橡胶粒子是巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）乳管细胞内进行橡胶生物合成的亚细胞结构;对橡胶粒子的蛋白质组学研究,可为揭示天然橡胶生物合成机理提供线索。采用5种提取液分别提取橡胶粒子蛋白,并对橡胶粒子蛋白进行SDS—PAGE和16-BAC／SDS—PAGE电泳分离及MALDITOF／TOF串联质谱分析,证明不同提取液抽提的橡胶粒子蛋白具有不同组成,发现分子量较高的橡胶延伸因子家族蛋白更难从橡胶粒子上被洗脱和提取。通过检索橡胶树转录组数据库,鉴定了3个新的橡胶粒子蛋白,即醌氧化还原酶、含蓖麻毒素B链凝集素结构域蛋白及枯萎／脱水相关蛋白。本研究建立的橡胶粒子蛋白质提取和分离方法,为进一步鉴定低丰度和具有重要功能的橡胶粒子蛋白提供了参照体系。     

Yield components in Hevea brasiliensis– theoretical considerations

Abstract A theoretical analysis of yield components of Hevea brasiliensis is attempted in this paper. The effect of the major yield components, i.e. initial flow rate per unit length of tapping cut, length of the cut, percentage rubber content and plugging index on rubber yield is represented by the formula Variation in yield within and between clones can be ascribed to variation to any one of the above components. The importance of high growth rate for maintaining high yield throughout the life cycle of the tree is theoretically elucidated. While the present contention of a theoretical maximum yield of 9.5 t ha^?1 with a stand of 350 trees is questioned, the theoretical possibility of attaining that yield by increasing the stand per ha to 600 is analysed.     

橡胶树死皮病的发生机理和假说

在阐述橡胶树死皮病的概念和已有关于死皮病因及其机理假说基础上,根据分子生物学新进展提出了死皮病发生的新现点.死皮病是可由生物、生理多种因子胁迫引发的、通过氧化跃变产生的信号分子转导,激发细胞程序性死亡机制而表现出的防卫反应.并论述了使该观点成立的依据和进一步研究的策略.该观点的提出,使关于死皮病的各种假说的合理现点达到统一.并对深入研究死皮病的分子机理具有深远的指导意义.