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      中國熱科院在橡膠樹低溫應(yīng)答機(jī)制研究中取得重要進(jìn)展

      2018-01-19 11:36:00
      世界熱帶農(nóng)業(yè)信息 2018年7期
      關(guān)鍵詞:橡膠樹抗寒低溫

      近日,林學(xué)國際頂級(jí)期刊《Tree physiology》在線發(fā)表了中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院“橡膠樹等主要熱帶作物功能基因組學(xué)研究”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助的題為“Comparative transcriptome analysis reveals an early gene expression profile that contributes to cold resistance in Hevea brasiliensis (the Para rubber tree)”的研究論文。該論文系統(tǒng)闡述了橡膠樹低溫脅迫早期在基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控應(yīng)答機(jī)制(圖1)。

      橡膠樹起源于巴西亞馬遜河流域,屬典型的熱帶喬木,對(duì)低溫極其敏感。氣溫是限制橡膠樹種植區(qū)域分布的主要原因。傳統(tǒng)植膠區(qū)主要分布在南緯10°到北緯15°之間。我國植膠區(qū)地處熱帶北緣,主要分布在北緯18°到24°之間,受到冬、春季風(fēng)影響,常常遭到寒潮和冷空氣的侵襲,造成巨大損失。然而橡膠樹對(duì)低溫敏感的原因和抗寒力形成機(jī)制尚未明確。

      本研究在轉(zhuǎn)錄組水平比較了橡膠樹抗寒品種93-114和低溫敏感材料熱墾501對(duì)低溫應(yīng)答的差異,發(fā)現(xiàn)在低溫脅迫后2~8 h是建立橡膠樹抗寒機(jī)制的關(guān)鍵時(shí)期。ABA合成和代謝關(guān)鍵調(diào)控基因NCED、ABA2和CYP707A1,以及ABA依賴的低溫應(yīng)答途徑MYC/MYB途徑、NAC途徑和AREB途徑在橡膠樹中并不能被完全激活,但關(guān)鍵基因的表達(dá)在抗寒、敏感品種間表現(xiàn)出顯著差異。抗寒品種在低溫脅迫時(shí)ABA含量積累較高,有利于ABA依賴的信號(hào)途徑的激活。此外細(xì)胞質(zhì)Ca2+流、ROS合成代謝等早期信號(hào)和MAPK級(jí)聯(lián)信號(hào)也參與了橡膠樹抗寒力的形成。

      ABA非依賴的信號(hào)途徑在植物中扮演了重要角色,但在橡膠樹中反應(yīng)較為遲緩。該信號(hào)途徑的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子HbCBF1及其下游功能基因HbCOR47均在脅迫后4~8 h后才能被激活,但其表達(dá)水平在品種并未表現(xiàn)出顯著差異。

      上述研究揭示了橡膠樹在低溫脅迫初期的信號(hào)應(yīng)答情況,解釋了造成橡膠樹對(duì)低溫敏感、以及不同品種抗寒力差異的原因。

      (摘自中國熱科院橡膠研究所網(wǎng),http://www.catas.cn/index.html,2018-05-23)

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