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植物生理学报 2023年第1期59卷 246-256页

作者：赵一杰杜晓愚张世鑫袁红梅晁金泉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农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海口571101 浙江农林大学现代农学院杭州311300

WD40是一类支架蛋白,广泛参与植物的生长发育、花青素的生物合成以及生物和非生物胁迫等生命活动。利用生物信息学技术,本研究从橡胶树基因组中鉴定到258个HbWD40家族成员,并对其染色体分布、蛋白保守结构域、组织特异性表达以及低温胁... 详细信息

WD40是一类支架蛋白,广泛参与植物的生长发育、花青素的生物合成以及生物和非生物胁迫等生命活动。利用生物信息学技术,本研究从橡胶树基因组中鉴定到258个HbWD40家族成员,并对其染色体分布、蛋白保守结构域、组织特异性表达以及低温胁迫下的表达模式进行系统分析。结果显示, HbWD40成员在18条染色体上均有分布;根据结构域的不同可将HbWD40家族划分为28个亚族;表达模式分析发现有175个成员在所有5个组织中均有表达,并鉴定到8个在低温胁迫下差异表达的成员。利用RT-PCR技术克隆了橡胶树的HbWD40-168基因。该基因CDS长1 335 bp,编码444个氨基酸。保守结构域分析显示HbWD40-168含有4个WD40重复元件和2个ZnF_C3H1锌指蛋白结构域。启动子分析显示HbWD40-168启动子区域存在多种激素或胁迫相关顺式作用元件。亚细胞定位显示HbWD40-168定位于细胞核。本研究为深入鉴定HbWD40家族在橡胶树中的生物学功能提供基础。

关键词：橡胶树 WD40 基因家族表达模式亚细胞定位

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壳聚糖调控橡胶树生长发育的分子机制分析

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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

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橡胶树PR107响应乙烯利刺激的胶乳生理变化及其主成分分析

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分子植物育种 2024年第24期22卷 8203-8211页

作者：杨洪代龙军郭冰冰刘明洋赵溪竹王立丰中国热带农业科学院橡胶研究所海南省高性能天然橡胶材料工程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农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海口571101

乙烯利是橡胶树重要的产量刺激剂之一,不当刺激会导致胶乳长流和死皮等副作用。为了揭示橡胶树耐刺激无性系PR107对乙烯利刺激的胶乳生理响应特性,采用0%、0.5%和1.5%3个浓度梯度处理PR107,分析连续割胶6刀的产量等生理参数,并进行主成... 详细信息

乙烯利是橡胶树重要的产量刺激剂之一,不当刺激会导致胶乳长流和死皮等副作用。为了揭示橡胶树耐刺激无性系PR107对乙烯利刺激的胶乳生理响应特性,采用0%、0.5%和1.5%3个浓度梯度处理PR107,分析连续割胶6刀的产量等生理参数,并进行主成分分析。结果表明:乙烯利刺激呈现明显的剂量效应,与0%乙烯利相比,0.5%乙烯利刺激后第1至3刀干胶含量和硫醇含量显著提高,无机磷含量降低。1.5%乙烯利刺激后干胶含量下降,无机磷含量和硫醇含量增加。主成分分析表明,乙烯利处理后变异百分比发生显著变化,总固形物和干胶含量的贡献率从53.7%(0%乙烯利处理)减少到52.6%(0.5%乙烯利处理)和15.5%(1.5%乙烯利处理)。由此推测随着乙烯利处理浓度的增加,PR107胶乳的生理响应规律系减少干胶形成,增加次生代谢产物合成用于抵御乙烯利刺激带来的副作用。本研究为解析橡胶树乙烯利刺激的生理机制和研发新型排胶调控剂提供理论依据。

关键词：乙烯利橡胶树生理指标主成分分析胶乳

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死皮对橡胶树树皮线粒体超微结构及活性氧代谢的影响

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植物研究 2023年第1期43卷 69-75页

作者：杨洪王立丰代龙军郭冰冰中国热带农业科学院橡胶研究所海口571101 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 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 农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海口571101

为了解析橡胶树(Hevea brasiliensis)死皮的发生机制,有效进行死皮防治,以健康、轻度死皮、重度死皮橡胶树树皮为材料,研究死皮发生过程中树皮线粒体超微结构变化规律及活性氧(ROS)相关基因的表达模式变化。结果表明:死皮树线粒体超微... 详细信息

为了解析橡胶树(Hevea brasiliensis)死皮的发生机制,有效进行死皮防治,以健康、轻度死皮、重度死皮橡胶树树皮为材料,研究死皮发生过程中树皮线粒体超微结构变化规律及活性氧(ROS)相关基因的表达模式变化。结果表明:死皮树线粒体超微结构发生不规则形变,膜内基质溶解,嵴消失,内腔空泡化等,且严重程度与死皮严重程度成正比。荧光定量PCR结果表明,过氧化物酶基因HbPOD2和HbPOD3在死皮树中的表达量高于健康树,可作为监测割胶强度、刺激强度和死皮发生的“标志”基因。植物细胞重要ROS清除酶过氧化氢酶基因HbCAT在死皮树中也下调表达,预示ROS产生与清除之间的平衡是影响橡胶树死皮发生的关键因素。橡胶树中重要抗氧化代谢物基因表达结果表明,HbGST1、HbGST2和HbPPO在死皮树中的表达量均高于健康树,可能与死皮发生过程胶乳原位凝固相关。本研究通过揭示死皮发生过程树皮超微结构和ROS相关基因表达模式变化,为阐明橡胶树死皮发生机制提供新观点,同时为进一步开发监测割胶强度、刺激强度和死皮发生的基因“标志”提供理论基础。

关键词：橡胶树死皮超微结构活性氧基因表达

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乙烯利处理对橡胶树湛试327-13逆境相关基因表达的影响

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分子植物育种 2023年

作者：张华林刘明洋李文秀贺军军罗萍王立丰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实验站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橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室中国热带农业科学院湛江实验站

湛试327-13系新审定的抗寒品种，具有抗逆性强产量高的特点。本研究采用乙烯利(ETH)和HSP90蛋白抑制剂格尔德霉素(GDA)联合处理湛试327-13芽接苗，结果表明两者对橡胶树HbHSP90和天然橡胶生物合成关键酶诱导表达规律一致，即乙烯利和GD... 详细信息

湛试327-13系新审定的抗寒品种，具有抗逆性强产量高的特点。本研究采用乙烯利(ETH)和HSP90蛋白抑制剂格尔德霉素(GDA)联合处理湛试327-13芽接苗，结果表明两者对橡胶树HbHSP90和天然橡胶生物合成关键酶诱导表达规律一致，即乙烯利和GDA均下调HbHSP90家族的表达，二者联合处理却上调HbHSP90家族成员的表达。二者单独处理均上调天然橡胶生物合成关键酶的表达，二者联合处理仅诱导HbHRT1上调表达，却下调HbREF和HbSRPP1表达。进一步相关分析表明，HbHRT1与HbHSP90.3和HbHSP90.8分别呈极显著负相关和显著负相关。HbSRPP1、HbREF1与HbHSP90.1成极显著负相关，相关系数分别为-0.850和-0.758，HbSRPP1和HbREF1呈极显著正相关，相关系数为0.941。本研究表明湛试327-13能够通过均衡调控抗逆基因和产量形成基因之间的表达来实现抗性与高产之间的平衡。

关键词：乙烯利湛试327-13 逆境表达

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源库关系研究现状及在橡胶树排胶机理研究中的展望

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热带作物学报 2023年第12期44卷 2506-2513页

作者：赵溪竹杨洪郭冰冰刘明洋代龙军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/农业农村部儋州热带作物科学观测实验站/中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

源库关系研究在作物产量和品质形成中具有重要的理论研究和技术应用价值。随着作物遗传育种、植物生理和分子生物学等多学科的交叉融合,源库关系研究近年来整合运用分子生物学技术、植物激素信号转导等众多新技术和新方法取得了重要进... 详细信息

源库关系研究在作物产量和品质形成中具有重要的理论研究和技术应用价值。随着作物遗传育种、植物生理和分子生物学等多学科的交叉融合,源库关系研究近年来整合运用分子生物学技术、植物激素信号转导等众多新技术和新方法取得了重要进展。本文综述了源库关系理论和源库关系调控两方面研究进展,重点阐述了糖代谢、激素调控源库关系的机理,分析通过栽培措施协调源库关系提高产量的机理。同时结合热带重要经济作物橡胶树的排胶机理与调控研究进展,论述乙烯利刺激和割胶处理调节源库分配与橡胶树产量形成之间的关系,以期推动天然橡胶源库关系理论研究,为排胶调控技术创制提供技术指导。

关键词：橡胶树源库关系激素排胶机理

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橡胶树胶乳HbHSP90.6基因克隆、表达与亚细胞定位分析

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热带作物学报 2023年第10期44卷 1935-1943页

作者：刘明洋杨洪代龙军王立丰郭冰冰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/农业农村部儋州热带作物科学观测实验站/中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

HSP90是维持细胞内稳态的关键成分,其通过调节其底物的成熟、稳定性、活性和翻转来控制多个细胞过程。橡胶树(Hevea brasiliensis Mü***.)是生产天然橡胶的重要来源,其拥有数千种工业用途,具有较高的社会经济价值。利用PCR技术从... 详细信息

HSP90是维持细胞内稳态的关键成分,其通过调节其底物的成熟、稳定性、活性和翻转来控制多个细胞过程。橡胶树(Hevea brasiliensis Mü***.)是生产天然橡胶的重要来源,其拥有数千种工业用途,具有较高的社会经济价值。利用PCR技术从橡胶树品种热研73397胶乳中克隆1个HSP90家族成员基因,命名为HbHSP90.6基因(GenBank登录号:OP375588),序列分析表明其编码区(CDS)为2112 bp。理化性质分析表明其相对分子量为80774.85 Da,等电点为5.04,不稳定系数为38.98,总平均亲水性为-0.610,推测HbHSP90.6蛋白是一个稳定的亲水蛋白。保守结构域分析和多序列比对结果显示,HbHSP90.6含有1个PTZ00272的结构域和包含高度保守的MEEVD基序,属于HSP90家族成员。进化分析结果显示,HbHSP90.6与拟南芥AtHSP90.1(NM_124642.4)和水稻OsHsp90-1(LOC_Os04g01740)聚在一起,同源性分别为92.34%和86.44%。组织表达分析显示:HbHSP90.6基因在胶乳中的基因表达量显著高于根、花、枝、茎、叶,HbHSP90.6基因在胶乳中的表达量相对于花达到283倍,推测HbHSP90.6基因可能参与乳管胞内运输和胶乳代谢调控;胶乳中的伤害处理显著上调HbHSP90.6基因的表达,是处理前的19倍,推测HbHSP90.6基因参与机械伤害调控的橡胶树生理与代谢活动反应;HbHSP90.6基因在植物激素乙烯利、茉莉酸处理和吲哚-3-乙酸处理的6 h时表达量均达到最高,分别是处理前的45倍、17倍和6倍;在油菜素内酯处理后的12 h时,HbHSP90.6基因表达量显著上调表达,达到处理前的50倍,推测HbHSP90.6基因参与植物激素介导的转录调控。通过构建35S::HbHSP90.6::GFP融合表达载体进行亚细胞定位,结果显示HbHSP90.6基因定位在细胞质和细胞核中,与亚细胞定位预测结果一致。该研究结果为阐明HbHSP90.6基因在植物激素信号调控的橡胶树逆境胁迫和胶乳代谢分子机制研究奠定坚实基础。

关键词：橡胶树 HbHSP90.6 油菜素内酯表达分析亚细胞定位

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橡胶树线粒体解偶联蛋白HbUCP5基因的克隆与表达分析

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分子植物育种 2023年第16期21卷 5255-5264页

作者：杨洪刘明洋代龙军郭冰冰王立丰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农业农村部儋州热带作物科学观测实验站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省高性能天然橡胶材料工程重点实验室海口571101

线粒体解耦联蛋白(mitochondrial uncoupling protein,UCP)是位于线粒体内膜上的特殊蛋白,广泛参与生物产热调节和抗氧化防御。为了研究线粒体解耦联蛋白基因在橡胶树中的功能,本研究克隆了巴西橡胶树线粒体解偶联蛋白基因Hb UCP5,对该... 详细信息

线粒体解耦联蛋白(mitochondrial uncoupling protein,UCP)是位于线粒体内膜上的特殊蛋白,广泛参与生物产热调节和抗氧化防御。为了研究线粒体解耦联蛋白基因在橡胶树中的功能,本研究克隆了巴西橡胶树线粒体解偶联蛋白基因Hb UCP5,对该基因及其编码蛋白进行生物信息学分析,并探究其在橡胶树中的表达模式。研究结果表明巴西橡胶树中HbUCP5基因cDNA序列开放阅读框(ORF)长978 bp,编码325个氨基酸。HbUCP5相对分子量和理论等电点分别为34.72 kD和9.89,是一个疏水的稳定蛋白。HbUCP5有多个磷酸化位点和O-糖基化位点,无信号肽,定位于线粒体。HbUCP5二级结构主要由α-螺旋、β-转角、延伸链和不规则卷曲构成,其中α-螺旋和无规则卷曲占比最高,分别为44%和36%。系统进化分析表明,HbUCP5与其他植物UCP5亚族共同聚为Group IV分支。表达模式分析结果表明,HbUCP5在花、乳管、茎尖等代谢旺盛组织和叶片生长旺盛时期高表达,乙烯利诱导HbUCP5表达,而死皮树中HbUCP5表达下调,排胶顺畅橡胶树品系中显著高表达。HbUCP5在幼嫩及代谢活跃组织中高表达且其表达受乙烯利诱导,推测HbUCP5参与橡胶树细胞代谢过程能量供给及乙烯诱导的氧化还原平衡调控。该基因在不同排胶状态树中的表达模式表明HbUCP5可能通过调节排胶过程活性氧(reactive oxygen species,ROS)平衡参与橡胶树产排胶。

关键词：橡胶树线粒体解偶联蛋白基因克隆基因表达分析

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植物激素检测方法研究进展及在橡胶树中的应用

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分子植物育种 2023年第15期21卷 5138-5143页

作者：周凯郭冰冰杨洪代龙军王立丰中国热带农业科学院橡胶研究所海南省高性能天然橡胶材料工程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农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海口571101 海南大学热带作物学院海口570228

植物激素乙烯、茉莉酸等在橡胶树生长发育、产量和品质形成中具有重要作用。近年来,植物激素检测方法在前处理技术、检测仪器和检测数量等方面均取得重要进展。随着橡胶树研究从产量调控向品质形成转变,精确的激素检测方法的作用愈加凸... 详细信息

植物激素乙烯、茉莉酸等在橡胶树生长发育、产量和品质形成中具有重要作用。近年来,植物激素检测方法在前处理技术、检测仪器和检测数量等方面均取得重要进展。随着橡胶树研究从产量调控向品质形成转变,精确的激素检测方法的作用愈加凸显。本研究从样品前处理技术和仪器分析两方面详细综述了乙烯、烯茉莉酸等主要植物激素检测方法的研究进展,并结合橡胶树生长发育和品质形成调控机制,展望了在橡胶树生理与分子机制研究中的应用前景,为橡胶树激素精确定量、橡胶树产量和品质调控技术研究打下坚实基础。

关键词：巴西橡胶树植物激素测定高效液相色谱气相色谱

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氮肥有机替代对橡胶树苗期养分吸收及土壤肥力的影响

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江西农业大学学报 2023年第4期45卷 915-930页

作者：梁泳怡王晶晶吴炳孙林晓燕程琦雯何雨可李佳乐徐文娴海南大学林学院海南海口570228 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101 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/农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海南儋州571737 海南大学生态与环境学院海南海口570228

【目的】为明确有机肥替代化学氮肥对橡胶树苗期养分吸收及土壤肥力的影响。【方法】采用盆栽试验,以6月龄热研‘7-33-97’品系橡胶幼苗为材料,采用等氮替换方案设置5个施肥处理:100%化学氮肥(N)和有机肥分别替代25%、50%、75%和100%化... 详细信息

【目的】为明确有机肥替代化学氮肥对橡胶树苗期养分吸收及土壤肥力的影响。【方法】采用盆栽试验,以6月龄热研‘7-33-97’品系橡胶幼苗为材料,采用等氮替换方案设置5个施肥处理:100%化学氮肥(N)和有机肥分别替代25%、50%、75%和100%化学氮肥(25%M、50%M、75%M和100%M),研究不同处理橡胶树苗对养分的吸收、利用及分配特征和土壤肥力的影响。【结果】与N处理相比,有机肥替代化学氮肥处理均显著提高橡胶幼苗地上和地下部氮磷钾素养分积累量及养分利用效率,其中75%M处理的养分积累量和利用效率(表观利用率、偏生产力和农学利用效率等指标)最大;此外,有机肥替代化学氮肥处理还显著增加橡胶树苗总生物量,地上和地下部分生物量分别增加162%~352%和76%~210%,其中75%M处理的总生物量最大,根冠比显著下降35%~57%(P<0.05)。与N处理相比,有机肥替代化学氮肥处理的土壤有机质含量显著升高46%~157%(P<0.05);土壤铵态氮和硝态氮含量有所降低;土壤pH值均显著升高,维持在5.29~6.11(P<0.05)。结构方程模型(SEM)分析表明,有机肥替代化学氮肥主要通过增加土壤有机质来保障土壤养分的供应,进而影响橡胶树在苗期的养分吸收量和生物量(P<0.05)。【结论】有机肥替代化学氮肥能显著提高橡胶幼苗的养分利用效率和土壤有机质含量,促进橡胶树苗生长,以有机肥替代75%化学氮肥处理效果最优,这为橡胶树苗期科学施肥提供了参考。

关键词：橡胶树有机肥替代化学氮肥养分积累养分利用效率土壤肥力结构方程模型

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