2017-海南省科技进步三等奖-橡胶树韧皮部乳管水分平衡研究

  作者: 未名   来源: 橡胶研究所  日期: 2022-02-18   点击:        打印  ] 我要分享

  该研究从橡胶树基因组中鉴定出51个归属于PIP、TIP、NIP、XIP和SIP亚家族的水通道蛋白AQP编码基因全家族,发现水分转运相关的PIP和TIP亚族随着橡胶树的全基因组的重复而出现了明显的扩增和分化,与其乔木特性及高度分化的乳管组织的水分平衡相适应; 发现PIP亚家族尤其是HbPIP2;3与橡胶树胶乳稀释及产量密切关联;首次从AQP基因表达与橡胶树割胶反应(刚开割阶段随刀次增加产量增加、干含降低)、不同品种乙烯利刺激敏感性、树干不同位置处干含方面研究了乙烯利刺激橡胶树增产的机制;在国际上首次建立了一套能准确、连续观测橡胶树乳管膨压实时变化规律的乳管膨压探针技术;系统研究了橡胶树乳管膨压的变化规律及其影响因素,发现乳管膨压可作为橡胶树胶乳产量和割胶制度优化的一种指示指标,并据此提出了多项割胶制度优化方案;首次通过实验测定提出了橡胶树排胶过程的水分平衡关系模型,研究了其与乳管膨压、胶乳渗透势及水通道蛋白基因表达等间的关系,发现橡胶树排胶过程的水分平衡可分为快稀释、亚稳定和浓缩三个阶段,证实乳管膨压和AQP基因表达变化与橡胶树排胶和乳管水分平衡密切相关;发现割胶可导致割线附近胶乳干含的升高,而乙烯利刺激可上调割线附近AQP基因的表达,有效解除割线附近的胶乳干含骤升,促进橡胶树产排胶。

  乳管膨压探针技术的建立为准确测定木本植物韧皮部膨压、研究韧皮部水分平衡关系提供了技术支撑,可用于橡胶树等木本植物韧皮部膨压的变化规律及水分平衡关系研究。该技术申请专利并在国际期刊上发表后,引起了国内外学者的广泛关注,先后有科特迪瓦、斯里兰卡及我国相关单位的同行联系到本课题组学习该技术,2016年4月8日-23日对来自斯里兰卡的学者进行了为期15天的技术培训。研究增进了我们对乳管膨压变化规律及影响因素的认知,为现有割胶制度的优化和今后高产品种的选育提供了理论依据。推广乳管膨压变化规律提出的割胶制度优化建议,与大田试验结果联系得到了较好的效果。发现PIP类水通道蛋白在乳管水分平衡、胶乳产量和乙烯利刺激增产过程中起着关键作用,这不仅可为橡胶生产中乙烯利的合理使用及新型产排胶调节剂的研发提供了理论依据,而且为通过转基因技术改良橡胶树的产排胶性状提供了有效的目标基因。从乳管膨压和水通道蛋白基因表达变化方面探讨了橡胶树高产和乙烯利刺激增产的机理,为橡胶树高产品种的选育、割胶制度的优化、乙烯利在天然橡胶生产中的合理使用及新型产排胶刺激剂的研发提供了理论依据,也为植物韧皮部水分平衡机制的研究提供了新方法和思路。