茉莉酸和乙烯對(duì)巴西橡膠樹橡膠生物合成的拮抗作用

摘""要：基于乙烯利（一種乙烯釋放劑）刺激采膠可以顯著增加每刀次的膠乳產(chǎn)量，以往認(rèn)為橡膠生物合成主要受乙烯正調(diào)控?；谲岳蛩嵝盘?hào)在促進(jìn)植物次生代謝物質(zhì)的生物合成中所起的關(guān)鍵作用，茉莉酸信號(hào)也被認(rèn)為在天然橡膠生物合成的正反饋調(diào)節(jié)中起作用。最近的研究表明，割膠促進(jìn)橡膠樹合成天然橡膠與激活乳管細(xì)胞的茉莉酸信號(hào)途徑密切相關(guān)。然而，茉莉酸信號(hào)途徑和乙烯信號(hào)途徑在橡膠生物合成調(diào)控過(guò)程中是否存在交互作用仍然不清楚。為此，本研究用茉莉酸甲酯和乙烯處理短期停割樹，以13C-MVA為底物測(cè)定全膠乳和小橡膠粒子的體外橡膠生物合成效率，用qPCR技術(shù)分析茉莉酸甲酯和乙烯處理?xiàng)l件下4個(gè)茉莉酸信號(hào)途徑關(guān)鍵環(huán)節(jié)基因HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2，4個(gè)乙烯-響應(yīng)元件結(jié)合因子（ERFs）基因HbERFⅢa、HbERFⅦa、HbERFⅨc、HbERFⅩa，4個(gè)橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1、HbHRT2在萌條乳管細(xì)胞中的表達(dá)。結(jié)果表明：外源茉莉酸甲酯處理顯著上調(diào)橡膠樹乳管細(xì)胞中茉莉酸信號(hào)途徑關(guān)鍵環(huán)節(jié)基因HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2和橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1、HbHRT2的表達(dá)水平，促進(jìn)橡膠生物合成，但對(duì)乙烯-響應(yīng)元件結(jié)合因子基因HbERFⅢa、HbERFⅦa、HbERFⅨc、HbERFⅩa的表達(dá)影響甚微，甚至抑制它們的表達(dá)。相反，外源乙烯處理顯著上調(diào)橡膠樹乳管細(xì)胞中乙烯-響應(yīng)元件結(jié)合因子基因HbERFⅢa、HbERFⅦa、HbERFⅨc、HbERFⅩa的表達(dá)水平，但對(duì)茉莉酸信號(hào)途徑關(guān)鍵環(huán)節(jié)基因HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2和橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1、HbHRT2的表達(dá)影響甚微，甚至抑制它們的表達(dá)，抑制橡膠生物合成。結(jié)果證明了茉莉酸和乙烯對(duì)巴西橡膠樹橡膠生物合成的拮抗作用，將為闡明茉莉酸信號(hào)和乙烯信號(hào)的增產(chǎn)機(jī)理供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：巴西橡膠樹；茉莉酸甲酯；乙烯；生物合成；拮抗作用中圖分類號(hào)：S59""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Antagonistic"Effects"of"Jasmonic"Acid"and"Ethylene"on"Rubber"Biosynthesis"in"Hevea"brasiliensis

YANG"Shuguang1，"CHAO"Jinquan1，2，3，"LI"Yan4，"WU"Shaohua1，2，3，"ZHANG"Shixin1，2，3，"DENG"Xiaomin1，"SHI"Minjing1，"TIAN"Weimin4*

1."Rubber"Research"Institute，"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences"/"Key"Laboratory"of"Biology"and"Genetic"Resources"of"Rubber"Tree，"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs"/"State"Key"Laboratory"Incubation"Base"for"Cultivation"amp;"Physiology"of"Tropical"Crops，"Haikou，"Hainan"571101，"China;"2."Institute"of"Sanya"Research"Institute，"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences，"Sanya，"Hainan"572000，"China;"3."National"Key"Laboratory"for"Tropical"Crop"Breeding，"Sanya，"Hainan"572000，"China;"4."Xishuangbanna"Tropical"Botanical"Garden，"Chinese"Academy"of"Sciences，"Xishuangbanna，"Yunnan"666303，"China

Abstract："Based"on"the"fact"that"ethephon"（an"ethylene"releaser）"stimulation"can"significantly"increase"latex"yield"per"tapping，"it"is"traditionally"believed"that"rubber"biosynthesis"is"positively"regulated"by"ethylene."Based"on"the"critical"role"of"jasmonic"acid"signaling"in"promoting"the"biosynthesis"of"secondary"metabolites"in"plants，"jasmonic"acid"signaling"is"also"thought"to"play"a"role"in"the"positive"feedback"regulation"of"natural"rubber"biosynthesis."Recent"studies"suggest"that"tapping-enhanced"rubber"biosynthesis"is"closely"related"to"the"activation"of"jasmonate"signaling"in"laticifer"cells"of"rubber"tree."However，"it"remains"unclear"whether"there"is"a"crosstalk"between"the"jasmonicnbsp;acid"signaling"pathway"and"the"ethylene"signaling"pathway"in"the"regulation"of"rubber"biosynthesis."For"this"purpose，"in"the"present"study，"in"vitro"rubber"biosynthesis"efficiency"of"whole"latex"and"small"rubber"particles"（SRPs）"from"short"rested"trees"treated"by"either"methy"jasmonates"or"ethylene"were"detected"by"using"substrate"13C-MVA."qPCR"was"used"to"analyze"the"expression"of"four"jasmonic"acid"signaling"genes，"HbCOI1，"HbJAZ1，"HbMYC1，"HbMYC2，"four"ethylene-responsive"element"binding"factors"（ERFs）"genes"HbERFⅢa，"HbERFⅦa，"HbERFⅨc，"HbERFⅩa，"four"rubber"biosynthesis"genes，"HbHMGR1，"HbSRPP1，"HbREF1，"HbHRT2"in"laticifer"cells"after"epicormic"shoots"were"treated"with"either"methy"jasmonates"or"ethylene."The"results"showed"that"exogenous"methyl"jasmonate"treatment"significantly"up-regulated"the"expression"levels"of"jasmonic"acid"signaling"genes"HbCOI1，"HbJAZ1，"HbMYC1，"HbMYC2，"and"rubber"biosynthetic"protein"genes"HbHMGR1，"HbSRPP1，"HbREF1，"HbHRT2"in"laticifer"cells"of"rubber"tree，"and"promoted"rubber"biosynthesis，"but"had"little"effect"on"the"expression"of"ethylene-responsive"element"binding"factor"genes"HbERFⅢa，"HbERFⅦa，"HbERFⅨc，"HbERFⅩa，"or"even"inhibited"the"expression."On"the"contrary，"exogenous"ethylene"treatment"significantly"up-regulated"the"expression"levels"of"ethylene-responsive"element"binding"factor"genes"HbERFⅢa，"HbERFⅦa，"HbERFⅨc，"HbERFⅩa"in"laticifer"cells"of"rubber"tree，"but"had"little"effect"on"the"expression"of"jasmonic"acid"signaling"genes"HbCOI1，"HbJAZ1，"HbMYC1，"HbMYC2"and"rubber"biosynthetic"protein"genes"HbHMGR1，"HbSRPP1，"HbREF1，"HbHRT2"or"even"inhibited"the"expression"and"rubber"biosynthesis."The"results"suggest"that"there"exists"an"antagonistic"effects"of"jasmonic"acid"and"ethylene"on"rubber"biosynthesis"in"H."brasiliensis，"which"would"provide"a"theoretical"basis"for"elucidating"the"crosstalk"of"jasmonic"acid"signaling"and"ethylene"signaling"on"regulation"of"natural"rubber"production.

Keywords："Hevea"brasiliensis"Muell."Arg.;"methy"jasmonates;"ethylene;"biosynthesis;"antagonism

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2025.01.001

巴西橡膠樹（Hevea"brasiliensis"Muell."Arg）的膠乳主要是由樹干中的次生乳管合成和貯藏[1]。次生乳管數(shù)量的多少與膠乳的產(chǎn)量密切相關(guān)[2-3]。生產(chǎn)中通過(guò)割膠，即機(jī)械傷害切割樹皮中的乳管使膠乳流出（即排膠），從而收集膠乳制備天然橡膠（nature"rubber，"NR）。因此，乳管數(shù)量、排膠時(shí)間和2次割膠之間的膠乳再生（包括天然橡膠生物合成）是天然橡膠產(chǎn)量的3個(gè)主要限制因素[3]。外源茉莉酸甲酯（methy"jasmonates，"MeJA）能促進(jìn)橡膠樹的次生乳管分化[4]。乙烯（ethylene，"ET）對(duì)橡膠樹的次生乳管分化無(wú)影響[5]，但乙烯利（一種乙烯釋放劑）刺激能顯著延長(zhǎng)每刀次割膠的棑膠時(shí)間[6]。茉莉酸和乙烯對(duì)橡膠生物合成的效應(yīng)仍存在爭(zhēng)議，基于乙烯利刺激采膠可以顯著增加每刀次的膠乳產(chǎn)量，以往認(rèn)為橡膠生物合成主要受乙烯正調(diào)控[7]，基于茉莉酸信號(hào)在促進(jìn)植物次生代謝物質(zhì)的生物合成中所起的關(guān)鍵作用，茉莉酸信號(hào)也被認(rèn)為在天然橡膠生物合成的正反饋調(diào)節(jié)中起作用[8-10]。最近的研究表明，割膠促進(jìn)橡膠樹合成天然橡膠與激活乳管細(xì)胞的茉莉酸信號(hào)途徑密切相關(guān)[11]。然而，茉莉酸信號(hào)途徑和乙烯信號(hào)途徑在橡膠生物合成調(diào)控過(guò)程中是否存在交互作用仍然不清楚。

割膠促進(jìn)膠乳再生是生產(chǎn)上的一個(gè)熟知的事實(shí)[12]，在有傷口存在的情況下外施茉莉酸[4，"11]和乙烯[13]能成功激活橡膠樹對(duì)茉莉酸和乙烯的響應(yīng)。因此，對(duì)割膠樹作適當(dāng)停割并結(jié)合外源茉莉酸甲酯和乙烯處理是研究茉莉酸和乙烯對(duì)巴西橡膠樹橡膠生物合成效率的影響的可行方案。利用該系統(tǒng)，本研究以13C-MVA（mevalonolactone-2-13C）為底物，評(píng)價(jià)茉莉酸和乙烯對(duì)全膠乳（latex）和小橡膠粒子（small"rubber"particles，"SRPs）的體外橡膠生物合成效率的影響。橡膠生物合成效率的變化必然涉及到橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因表達(dá)的改變，考慮到基因表達(dá)的變化更靈敏以及為避免機(jī)械傷害和割膠誘導(dǎo)的內(nèi)源茉莉酸[4，"11]和乙烯[14]對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾，在無(wú)傷害的條件下研究外源茉莉酸和乙烯對(duì)橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因表達(dá)的影響是比較穩(wěn)妥的策略?；诖?，本研究用外源茉莉酸甲酯和乙烯處理一年生橡膠樹穩(wěn)定期萌條的節(jié)間，用qPCR技術(shù)分析茉莉酸甲酯和乙烯處理?xiàng)l件下相關(guān)基因在萌條乳管細(xì)胞中的表達(dá)。有效的MeJA和ET處理能激活橡膠樹乳管細(xì)胞中的JA信號(hào)途徑[11]和ET信號(hào)途徑[13]，因此，分別通過(guò)檢測(cè)4個(gè)茉莉酸信號(hào)途徑關(guān)鍵環(huán)節(jié)蛋白冠菌素不敏感1"HbCOI1（coronatine"insensitive"1，"COI1）、茉莉酸ZIM結(jié)構(gòu)域蛋白HbJAZ1（jasmonate"ZIM-domain，"JAZ）、髓細(xì)胞組織增生蛋白（myelocytomatosis"proteins，"MYC）HbMYC1、HbMYC2，4個(gè)乙烯－響應(yīng)元件結(jié)合因子HbERFⅢa、HbERFⅦa、HbERFⅨc、HbERFⅩa基因（eth y l ene-responsive"element"binding"factors，"ERFs）的表達(dá)變化檢驗(yàn)外源茉莉酸甲酯和乙烯處理的有效性，進(jìn)一步分析外源茉莉酸甲酯和乙烯處理對(duì)4個(gè)橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶（3-Hydroxy-"3-Methylglutaryl"coenzyme"A"reductase，"HMGR）HbHMGR1、小橡膠粒子膜蛋白（small"rubber"particle"protein，"SRPP）HbSRPP1、橡膠延伸因子（rubber"elongation"factor，"REF）HbREF1、橡膠轉(zhuǎn)移酶（Hevea"brasiliensis"rubber"transferase，"HRT）HbHRT2基因表達(dá)的影響。旨在為闡明茉莉酸和乙烯的增產(chǎn)機(jī)理提供理論依據(jù)。

1""材料與方法

1.1""材料

以生產(chǎn)中按照S/2·d3的割膠制度割膠的八年"生橡膠樹無(wú)性系CATAS7-33-97為材料，在第二割年的5—10月割膠后，于11月初選取12株大小、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的橡膠樹開展試驗(yàn)。

1.2""方法

1.2.1""膠乳體外橡膠生物合成效率測(cè)定""每株樹為1個(gè)生物學(xué)重復(fù)。將其中的9株停割15"d，在第15天上午，用0.5%的乙烯處理3株停割樹（Rested-ET），用0.07%的茉莉酸甲酯處理3株停割樹（Rested-MeJA），3株停割樹作為停割對(duì)照（Rested-CK），3株正常割膠（Tapped）。處理3"d后割膠采集膠乳。冰浴收集前2"min流出的膠乳。取一部分膠乳在4"℃、10"000"r/min條件下離心15"min，取中層的C-乳清（含小橡膠粒子），用0.45"μm的針頭過(guò)濾器過(guò)濾，收集濾液獲得小橡膠粒子。以13C-MVA"（mevalonolactone-2-13C）（Sigma"Aldrich，"Lot#MBBB5201V）為底物，以PDB（Pee"Dee"Belemnite）為標(biāo)準(zhǔn)品，參考已報(bào)道的方法[11]測(cè)定全膠乳和小橡膠粒子的體外橡膠生物合成效率，測(cè)定結(jié)果以NR樣品的C穩(wěn)定性同位素組成δ13C（‰）表示。

1.2.2""基因表達(dá)分析""以大小、長(zhǎng)勢(shì)、物候期基本一致的CATAS7-33-97無(wú)性系一年生橡膠樹穩(wěn)定期萌條為材料，分別以0.05%乙烯水溶液（ET）、含0.07%茉莉酸甲酯的7.14%乙醇溶液（MeJA）、7.14%乙醇溶液（EtOH）處理頂蓬節(jié)間，對(duì)照（CK）不作任何處理。分別在處理后2"h、6"h、1"d、3"d、5"d，用刀片切割韌皮部采膠，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集5株的混合樣，用于提取膠乳總RNA。根據(jù)報(bào)道的cDNA序列[13]設(shè)計(jì)4個(gè)乙烯-響應(yīng)元件結(jié)合因子（ERFs）基因的qPCR引物，HbERF"Ⅲa（scaffol d 0026_3462933，"F："5′-CGCATTTGGC T TG GGAG T T ATG-3′，"R："5′-CAAGTTCAGG GAA G T TGAG G T G-3′）、HbERF"Ⅶa（scaffold0566_721951，"F："5′-"CG T AC C AGCACCGCAAACAT-3′，"R："5′-CT C G G GCTCCAATCCCAGA-3′）、HbERFⅨc（scaffold 1015_293137，"F："5′-ACAGA GG TG TT A GGAGGC G T-3′，"R："5′-GCAGCTTGGTC AT A A GC CAGA-"3′）、HbERFⅩa（scaffold0246_1294475，"F："5′-C C GC ATAAAGCAG CAAGAG TC-3′，"R："5′-CG GTT G A A GACCGATAGGGAT-3′）。膠乳總RNA的提取、cDNA合成、4個(gè)茉莉酸信號(hào)途徑關(guān)鍵環(huán)節(jié)基因HbCOI1（EU136026）、HbJAZ1（GQ369508）、HbMYC1（GU434304）、HbMYC2（HM061097），4個(gè)橡膠生物合成關(guān)鍵基因HbHMGR1（X54659）、HbSRPP1（AJ223388.1）、HbREF1（AY430052）、HbHRT2（AB064661）的qPCR引物合成、qPCR基因表達(dá)分析方法與先前的報(bào)道[15-16]一致。根據(jù)Q=2△Cq=2min"Cq-sample"Cq計(jì)算基因的表達(dá)值（Q），以Hb18S（AY435212.1）作為內(nèi)參基因，根據(jù)E=Q目的基因/Q內(nèi)參基因分析目的基因的相對(duì)表達(dá)值（E）。

1.3""數(shù)據(jù)處理

采用Excel"2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，NR的碳同位素值δ13C和基因相對(duì)表達(dá)量為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差，使用SPSS"17.0軟件的Duncan（D）檢驗(yàn)進(jìn)行單因素方差分析。

2""結(jié)果與分析

2.1""MeJA和ET對(duì)體外橡膠生物合成效率的影響

用外源MeJA和ET處理停割15"d的割膠樹，處理3"d后割膠采集膠乳，以13C-MVA為底物，評(píng)價(jià)MeJA和ET對(duì)全膠乳和小橡膠粒子體外橡膠生物合成效率的影響。結(jié)果表明，在第二割年，按S/2·d3的割膠制度割膠60刀左右以后，割膠樹（Tapped）的橡膠生物合成效率處于較高水平，并且膠乳（latex）和小橡膠粒子（SRPs）的橡膠生物合成效率水平相當(dāng)，說(shuō)明由于膠乳的大量流失，膠乳的合成和積累跟不上排膠，橡膠粒子的發(fā)育不充分，此時(shí)膠乳中的橡膠粒子以SRPs為主，橡膠生物合成活躍；短期停割后（Rested）膠乳和SRPs的橡膠生物合成效率顯著低于割膠樹，與停割樹相比，ET處理抑制而MeJA處理促進(jìn)膠乳和SRPs的橡膠合生物成效率（Pgt;0.05），無(wú)論是膠乳還是SRPs，MeJA處理的橡膠生物合成效率均顯著高于ET處理，MeJA處理的SRPs的橡膠生物合成效率甚至提高到割膠樹的水平。上述結(jié)果表明，JA促進(jìn)橡膠樹的橡膠生物合成，而ET抑制橡膠樹的橡膠生物合成（圖1）。

不同大寫字母表示組間差異極顯著（Plt;0.01）；不同小寫字母表示組間差異顯著（Plt;0.05）。

2.2""MeJA和ET對(duì)膠乳中茉莉酸信號(hào)途徑基因表達(dá)的影響

用外源MeJA和ET處理一年生橡膠樹穩(wěn)定期萌條的節(jié)間。以18S基因?yàn)閮?nèi)參，qPCR分析MeJA、ET對(duì)膠乳中4個(gè)茉莉酸信號(hào)途徑關(guān)鍵基因HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2表達(dá)的影響（圖2）。結(jié)果表明，EtOH（MeJA的溶劑）處理對(duì)HbJAZ1的基因表達(dá)幾乎無(wú)影響，對(duì)HbMYC2的基因表達(dá)無(wú)明顯的規(guī)律，對(duì)HbCOI1、HbMYC1的基因表達(dá)有一定的上調(diào)效應(yīng)。ET處理對(duì)HbCOI1、HbJAZ1基因的表達(dá)有一定的上調(diào)作用，對(duì)HbMYC1基因的表達(dá)無(wú)明顯的規(guī)律，對(duì)HbMYC2基因的表達(dá)有明顯的下調(diào)作用。MeJA顯著上調(diào)HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2基因的表達(dá)，呈現(xiàn)出敏感持續(xù)高表達(dá)（HbCOI1、HbJAZ1）或持續(xù)高表達(dá)（HbMYC1、HbMYC2）的趨勢(shì)，幾乎在所有時(shí)間點(diǎn)，MeJA處理的基因表達(dá)水平均顯著高于EtOH和ET處理。這些結(jié)果表明，在無(wú)傷害的條件下，外源MeJA處理能有效激活橡膠樹乳管細(xì)胞中的JA信號(hào)途徑，而外源ET處理對(duì)橡膠樹乳管細(xì)胞中JA信號(hào)途徑的活化影響甚微。

2.3""MeJA和ET對(duì)膠乳中乙烯-響應(yīng)元件結(jié)合因子（ERFs）基因表達(dá)的影響

用外源ET和MeJA處理一年生橡膠樹穩(wěn)定期萌條的節(jié)間。以18S基因?yàn)閮?nèi)參，qPCR分析ET、MeJA對(duì)膠乳中4個(gè)乙烯-響應(yīng)元件結(jié)合因子（ERFs）基因HbERFⅢa、HbERFⅧa、HbERFⅨc、HbERFⅩa表達(dá)的影響（圖3）。結(jié)果表明，EtOH處理對(duì)HbERFⅢa、HbERFⅨc基因的表達(dá)有一定的上調(diào)效應(yīng)，對(duì)HbERFⅧa基因的表達(dá)無(wú)明顯的規(guī)律，對(duì)HbERFⅩa基因的表達(dá)有一定的下調(diào)效應(yīng)。MeJA處理對(duì)HbERFⅢa、HbERFⅨc、HbERFⅩa基因的表達(dá)水平有一定的促進(jìn)作用，對(duì)HbERFⅦa基因的表達(dá)水平有一定的抑制作用。ET顯著上調(diào)HbERFⅢa、HbERFⅧa、HbERFⅨc、HbERFⅩa基因的表達(dá)，呈現(xiàn)出瞬時(shí)超高表達(dá)的特點(diǎn)，ET處理的最高表達(dá)水平均顯著高于MeJA和EtOH處理。這些結(jié)果表明，在無(wú)傷害的條件下，外源ET處理能有效激活橡膠樹乳管細(xì)胞中的ET信號(hào)途徑，而外源MeJA處理對(duì)橡膠樹乳管細(xì)胞中ET信號(hào)途徑的活化影響甚微。

2.4""MeJA和ET對(duì)膠乳中橡膠生物合成基因表達(dá)的影響

進(jìn)一步用qPCR分析MeJA、ET對(duì)膠乳中4個(gè)橡膠生物合成關(guān)鍵基因HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1和HbHRT2表達(dá)的影響（圖4）。結(jié)果表明，EtOH處理6h對(duì)HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1和HbHRT2基因的表達(dá)均有一定的上調(diào)作用，這種作用在HbHMGR1和HbSRPP1中持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。ET處理2h對(duì)HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1和HbHRT2基因的表達(dá)均有一定的上調(diào)作用，但ET處理5"d后4個(gè)基因的表達(dá)均明顯下

不同大寫字母表示組間差異極顯著（Plt;0.01），不同小寫字母表示組間差異顯著（Plt;0.05）。

不同大寫字母表示組間差異極顯著（Plt;0.01），不同小寫字母表示組間差異顯著（Plt;0.05）。

調(diào)。MeJA顯著上調(diào)HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1和HbHRT2基因的表達(dá)，呈現(xiàn)出敏感持續(xù)高表達(dá)的趨勢(shì)，在所有時(shí)間點(diǎn)，MeJA處理的基因表達(dá)水平均顯著高于EtOH和ET處理。這些結(jié)果表明，JA信號(hào)參與橡膠樹橡膠生物合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，而ET信號(hào)在此過(guò)程中并不起主要作用。

3""討論

COI1、JAZ和MYC是茉莉酸信號(hào)傳導(dǎo)途徑的3個(gè)核心環(huán)節(jié)[17]，割膠上調(diào)乳管細(xì)胞中茉莉酸生物合成關(guān)鍵酶HbLOX的基因表達(dá)[18]，促進(jìn)內(nèi)源茉莉酸的合成和積累[11，"19]，上調(diào)茉莉酸信號(hào)途徑基因HbCOI1、HbJAZs、HbMYCs和橡膠生物不同大寫字母表示組間差異極顯著（Plt;0.01），不同小寫字母表示組間差異顯著（Plt;0.05）。

合成關(guān)鍵蛋白基因HbFPS1、HbHRT1、HbHRT2、HbREF、HbSRPP1的表達(dá)[11，"20]，增加HbFPS1和HbSRPP1蛋白的含量[11]，促進(jìn)橡膠生物合成[11，20]。茉莉酸處理上調(diào)膠乳中茉莉酸信號(hào)途徑基因（COI1、JAZ、MYC）的表達(dá)[11，"21-22]，表明乳管細(xì)胞可以響應(yīng)茉莉酸信號(hào)；而且茉莉酸上調(diào)橡膠生物合成相關(guān)基因的表達(dá)[11，"20]，顯著上調(diào)HbHMGR1正調(diào)控因子HbCZF1的基因表達(dá)[23]，但對(duì)HbSRPP1負(fù)調(diào)控因子HbWRKY1的基因表達(dá)幾乎無(wú)影響[24]，促進(jìn)橡膠生物合成[11]。HbCOI1與HbJAZs、HbJAZs與HbJAZs、HbJAZs與HbMYCs、HbMYCs與HbMYCs蛋白之間能廣泛地發(fā)生互作[20，"25]，而且HbMYCs是HbREF、HbSRPP、HbHRT2等橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白的轉(zhuǎn)錄因子[20，"26]，HbJAZ1和HbJAZ3與HbSRPP1[27-28]蛋白也能相互作用。在缺乏COR（JA類似物）時(shí)，HbJAZ3蛋白與HbMYC2a互作，抑制HbMYC2a對(duì)橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白HbSRPP1和HbFPS1基因的轉(zhuǎn)錄激活[11]。在COR存在的條件下，HbJAZ3與HbCOI1結(jié)合，釋放出的HbMYC2a轉(zhuǎn)錄激活橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白HbSRPP1和HbFPS1[11]。乳管細(xì)胞中的茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑HbCOI1-HbJAZ3-HbMYC2-HbFPS1/"HbSRPP1直接證明了茉莉酸對(duì)天然橡膠生物合成的調(diào)控[11]。

基于乙烯利刺激割膠可以顯著增加每刀次的膠乳產(chǎn)量，以往認(rèn)為橡膠生物合成主要受乙烯促進(jìn)[7]。雖然割膠會(huì)誘導(dǎo)橡膠樹乳管細(xì)胞內(nèi)源乙烯的合成[14]，但乳管細(xì)胞中乙烯生物合成基因的表達(dá)遠(yuǎn)低于其他組織[13，"29]，這可能是由于乳膠的低氧條件不能滿足乙烯生物合成對(duì)氧氣的需求[2，"30]，導(dǎo)致乙烯合成能力較弱。在乙烯處理后，膠乳中乙烯信號(hào)通路（ETR、CTR1、EIN2和EIN3/EIL1）[13，"31-32]及乙烯響應(yīng)因子（ERFs）[13]基因表達(dá)受影響，表明乳管細(xì)胞可以響應(yīng)乙烯信號(hào)。然而，乙烯處理后乳管中的差異表達(dá)基因（DEGs）不包括橡膠生物合成相關(guān)基因[13]，施用乙烯對(duì)橡膠生物合成相關(guān)基因的表達(dá)幾乎無(wú)影響[33-36]；乙烯上調(diào)HbSRPP1負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子HbWRKY1[24]、HbMADS4[37]的基因表達(dá)，下調(diào)HbSRPP1的基因表達(dá)[24]，而對(duì)HbHMGR1正調(diào)控因子HbCZF1的基因表達(dá)影響很小[23]，甚至降低REF和SRPP蛋白的含量[38]，抑制橡膠生物合成[11]。雖然HbFPS1和HbSRPP1基因的啟動(dòng)子含有乙烯響應(yīng)元件，但膠乳中高豐度表達(dá)的HbEIN3基因（KR013139）[39]對(duì)HbFPS1和HbSRPP1基因的轉(zhuǎn)錄幾乎無(wú)影響[11]。因此，乙烯信號(hào)本身在激活橡膠生物合成方面可能并不起直接作用。生產(chǎn)上使用乙烯刺激能顯著地提高單次割膠的橡膠產(chǎn)量，主要是延長(zhǎng)了排膠持續(xù)時(shí)間[6]，同時(shí)增強(qiáng)了蔗糖分配[40]、乳管細(xì)胞內(nèi)的水份運(yùn)輸[41]、糖酵解和C3循環(huán)固碳能力[35]。

在本研究中，MeJA處理上調(diào)茉莉酸信號(hào)途徑相關(guān)基因HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2和橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1、HbHRT2的表達(dá)，可能是MeJA促進(jìn)橡膠粒子將13C-MVA中的13C高效摻入NR中的原因之一。ET處理激活ET-響應(yīng)元件結(jié)合因子（ERFs）基因的表達(dá)，但對(duì)橡膠生物合成關(guān)鍵蛋白基因HbHMGR1、HbSRPP1、HbREF1、HbHRT2及其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)相關(guān)基因HbCOI1、HbJAZ1、HbMYC1、HbMYC2的表達(dá)無(wú)影響，可能是ET抑制latex和SRPs的體外橡膠生物合成效率的主要原因。

綜上所述，本研究進(jìn)一步區(qū)分出JA和ET對(duì)橡膠樹橡膠生物合成的直接影響，JA促進(jìn)橡膠樹的橡膠生物合成，而ET抑制橡膠樹的橡膠生物合成。研究結(jié)果為深入研究橡膠樹橡膠生物合成調(diào)控機(jī)制提供參考資料，為闡明茉莉酸信號(hào)和乙烯信號(hào)的增產(chǎn)機(jī)理提供理論依據(jù)。

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