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冠菌素诱导橡胶树次生乳管分化的形成层细胞CUT&Tag文库构建和初步分析
1
作者 张世鑫 葛立鑫 +5 位作者 吴绍华 晁金泉 杨署光 史敏晶 张华 田维敏 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期2010-2024,共15页
CUT&Tag技术是一种研究蛋白质-DNA互作的新方法,使用超高活性的新型pG-Tn5转座酶,在抗体引导下精准靶向切割目的蛋白附近的DNA序列,从而进行cDNA建库和测序分析。此技术在人类和动物研究中应用广泛,由于植物细胞结构特殊,该技术在... CUT&Tag技术是一种研究蛋白质-DNA互作的新方法,使用超高活性的新型pG-Tn5转座酶,在抗体引导下精准靶向切割目的蛋白附近的DNA序列,从而进行cDNA建库和测序分析。此技术在人类和动物研究中应用广泛,由于植物细胞结构特殊,该技术在植物研究中应用较少。在前期研究中,我们发现组蛋白乙酰化修饰参与茉莉酸诱导橡胶树次生乳管分化的调控,但其分子机制尚未阐明。本研究利用冠菌素(COR)诱导橡胶树萌条维管形成层分化次生乳管的实验系统,通过酶解法获取高质量的形成层区细胞原生质体,使用组蛋白H3乙酰化修饰抗体对次生乳管分化过程中发生组蛋白乙酰化修饰的区域进行原位识别,采用CUT&Tag技术成功构建COR处理橡胶树树皮形成层细胞的cDNA文库。对构建cDNA文库进行质检和测序分析,发现文库质量较好,并通过差异基因的GO和KEGG富集分析,发现生长素、类黄酮代谢和蛋白质泛素化等相关基因得到富集。本研究结果为使用CUT&Tag技术构建植物组织的cDNA文库提供操作方法,为解析组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制提供理论基础。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 次生乳管分化 维管形成层 原生质体 组蛋白乙酰化 CUT&Tag
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橡胶树魏克汉种质萌条机械伤害诱导的次生乳管分化特征 被引量：5
2
作者 史敏晶 杨署光 +4 位作者 张世鑫 邓顺楠 何鑫 陈月异 田维敏 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期28-37,共10页
【目的】分析橡胶树魏克汉种质萌条经机械伤害处理后次生乳管的分化特征,为成龄大树割胶后次生乳管的分化能力提供早期预测,为鉴定和评价魏克汉种质提供依据。【方法】选取304份魏克汉种质,用刀片刮伤其幼嫩萌条茎的表面,深至皮层。萌... 【目的】分析橡胶树魏克汉种质萌条经机械伤害处理后次生乳管的分化特征,为成龄大树割胶后次生乳管的分化能力提供早期预测,为鉴定和评价魏克汉种质提供依据。【方法】选取304份魏克汉种质,用刀片刮伤其幼嫩萌条茎的表面,深至皮层。萌条受伤害5天和10天后采集茎皮,经碘-溴染色处理制备石蜡切片。光学显微镜下观察不同种质次生乳管的分化情况并进行统计,分析次生乳管出现的早晚和多少。【结果】不同魏克汉种质萌条经机械伤害处理后被诱导分化出次生乳管的能力存在明显差异。刮伤后5天,在304份种质中,有95份种质分化出明显的成列的次生乳管;有172份种质分化出未成列的分散的次生乳管;余下37份种质未检测到次生乳管。刮伤后10天,有265份种质分化出明显的成列的次生乳管,其中22份种质分化的次生乳管有2列及以上;有37份种质分化出未成列的分散的次生乳管;仅2份种质未检测到次生乳管。机械伤害处理后10天萌条分化出次生乳管的比例明显多于伤害处理后5天。不同种质受伤害诱导分化次生乳管的敏感性不同,响应强弱各异。在不同育种系列中,次生乳管诱导效果好的种质主要有大丰、保亭、热研、大岭系列,以海南选育的种质为主。根据萌条分化出次生乳管的早晚以及分化乳管的强弱程度可将304份魏克汉种质分为敏感型、敏感叠加型、迟缓型和迟缓叠加型4种类型,生产中的高产品种大多属于叠加型分化种质。【结论】不同魏克汉种质萌条经机械伤害处理后诱导分化次生乳管的反应不同,具有明显的种质特异性。机械伤害处理5天可用来筛选次生乳管分化敏感的种质,而10天更适合用来筛选分化滞后叠加的种质。在4种不同分化类型中,叠加型种质可成为筛选优良高产品种的主要来源。萌条的伤害诱导性乳管分化能力可作为高产育种早期选择的一个有效指标。 展开更多
关键词 橡胶树 魏克汉种质 机械伤害 次生乳管 分化
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形成层活动对机械伤害诱导巴西橡胶树次生乳管分化的影响 被引量：10
3
作者 张世鑫 刘世彪 田维敏 《热带作物学报》 CSCD 2011年第6期1037-1041,共5页
为了进一步优化机械伤害诱导次生乳管分化的实验系统,采用实验形态学的方法,分析了形成层的季节性活动、新梢和顶芽的发育状态以及伤害程度对机械伤害诱导巴西橡胶树萌条次生乳管分化的影响。结果表明,橡胶树萌条的形成层活动具有明显... 为了进一步优化机械伤害诱导次生乳管分化的实验系统,采用实验形态学的方法,分析了形成层的季节性活动、新梢和顶芽的发育状态以及伤害程度对机械伤害诱导巴西橡胶树萌条次生乳管分化的影响。结果表明,橡胶树萌条的形成层活动具有明显的休眠期和活动高峰期。在形成层活动的高峰期,小面积的机械伤害容易诱导淡绿期和稳定期萌条分化次生乳管,而且稳定期萌条次生乳管分化程度显著大于淡绿期萌条。但在形成层活动的休眠期,小面积的机械伤害不能诱导萌条的次生乳管分化。新梢和顶芽发育状态对机械伤害诱导次生乳管分化程度的影响都与形成层的季节性活动密切相关。大面积的机械伤害抑制次生乳管分化,可能与伤害部位的形成层细胞分裂活性受抑制有关。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 机械伤害 次生乳管分化 形成层 冠菌素
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橡胶树魏克汉种质成龄树经预割诱导后次生乳管分化的比较 被引量：3
4
作者 史敏晶 张世鑫 +3 位作者 晁金泉 吴绍华 杨署光 田维敏 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期2555-2562,共8页
巴西橡胶树树干中次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关,而割胶伤害能诱导次生乳管分化。分析不同魏克汉种质成龄树在预割伤害后树皮次生乳管的分化,不仅为不同种质鉴定和评价提供依据,也为成龄大树割胶后次生乳管分化能力提供预测。... 巴西橡胶树树干中次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关,而割胶伤害能诱导次生乳管分化。分析不同魏克汉种质成龄树在预割伤害后树皮次生乳管的分化,不仅为不同种质鉴定和评价提供依据,也为成龄大树割胶后次生乳管分化能力提供预测。采用碘-溴染色方法和石蜡切片技术,对不同种质材料新分化的次生乳管进行了统计分析。研究结果表明,选取的110份魏克汉种质预割后新分化的次生乳管列数不同,具有明显的种质特征。根据分化次生乳管列数的多少,将预割诱导乳管分化的级别由低到高分为1、2、3、4级。在110份种质中,对应1级32份、2级49份、3级24份和4级5份的种质,所占比例分别为29.09%、44.55%、21.82%和4.55%,可见,分化能力强的种质占比较低,大部分种质为2级乳管分化。国外直接引种和国内自主选育的种质在预割诱导分化能力上也存在差异。在110份种质中,国外引种58份种质中对应分化能力1、2、3、4级的种质占比分别为29.31%、44.83%、22.41%以及3.45%;国内选育的52份种质中对应1、2、3、4级的种质占比分别为28.85%、44.23%、21.15%和5.77%;可见,国内选育种质受预割诱导乳管分化的能力优于国外引种的种质,尤其是4级分化能力的种质比例明显高于国外引种的种质。不同系列来源的种质乳管分化能力也存在差异,其中,国外PB、RRIM和RRIC系列和国内的大岭、海垦和大丰系列表现出较强的乳管分化能力。比较分析2个杂交组合后代的乳管分化情况发现,PB86×PR107的4份子代中次生乳管有3份为3级,1份为4级,后代表现出较强的乳管分化能力;而RRIM600×PR107的6份子代中1级2份,2级2份,3级2份,可见其后代乳管分化能力略差。PB86和PR107后代的乳管分化表现出较强的双超亲现象,可作为优良的育种亲本。通过预割判断乳管分化能力不仅为魏克汉种质鉴定和评价奠定基础,也为橡胶树高产育种以及早熟、晚熟品种的早期预测提供有效指标。 展开更多
关键词 橡胶树 魏克汉种质 预割 次生乳管分化 早期预测
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橡胶树1981’IRRDB野生种质预割诱导次生乳管分化的比较分析 被引量：1
5
作者 史敏晶 张世鑫 +4 位作者 晁金泉 李言 邓小敏 胡彦师 田维敏 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期303-310,共8页
巴西橡胶树树干树皮中的次生乳管是天然橡胶合成和贮存的主要组织,次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关。割胶是天然橡胶生产中的核心环节,是当前获得天然橡胶的唯一途径,而割胶伤害能诱导次生乳管分化。采用碘-溴染色方法和石蜡切片... 巴西橡胶树树干树皮中的次生乳管是天然橡胶合成和贮存的主要组织,次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关。割胶是天然橡胶生产中的核心环节,是当前获得天然橡胶的唯一途径,而割胶伤害能诱导次生乳管分化。采用碘-溴染色方法和石蜡切片技术,观察预割前后1981’IRRDB野生种质成龄树的树皮结构,对不同种质预割前后黄皮层和水囊皮区域的乳管列进行统计,并分析新分化的次生乳管列。研究结果表明,选取的85份8年生野生种质在自然条件下的乳管分化能力普遍较弱,黄皮层和水囊皮中成列的次生乳管数量均较少,2个部位合计乳管列数普遍低于8列。预割后不同种质水囊皮中次生乳管列数普遍增多,但黄皮层尚无明显变化。根据伤害诱导分化新的次生乳管列数的多少,将预割诱导乳管分化的能力由低到高分为1、2、3级,分别对应于新分化乳管列数为少于2列、2~3列(含2列)、3~4列(含3列)。在85份种质中,对应1级57份、2级23份、3级5份的种质,所占比例分别为67.06%、27.06%、5.88%,可见,诱导分化次生乳管能力强的种质占比较低,大部分种质为1、2级乳管分化,3级分化能力的种质极少。被诱导新分化次生乳管的能力与种质在自然条件下的分化能力有关,尤其是高乳管分化能力的种质通常在自然条件下也有较强的分化乳管的能力。通过预割判断乳管分化能力不仅为野生种质鉴定和评价奠定基础,也为橡胶树高产育种以及早熟、晚熟品种的早期预测提供有效指标。 展开更多
关键词 橡胶树 野生种质 预割 次生乳管分化
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巴西橡胶树树皮结构特征与胶乳产量的相关性 被引量：9
6
作者 卢世香 马瑞丰 +1 位作者 陈月异 田维敏 《热带作物学报》 CSCD 2010年第8期1335-1339,共5页
采用细胞学研究技术,以7个高产的橡胶树品种、19份低产的1981’IRRDB种质和5个高比区的橡胶树无性系为材料,分析巴西橡胶树树皮结构特征与胶乳产量的相关性。结果表明,在高产品种和低产种质间、高比区无性系间以及同一无性系的植株间,... 采用细胞学研究技术,以7个高产的橡胶树品种、19份低产的1981’IRRDB种质和5个高比区的橡胶树无性系为材料,分析巴西橡胶树树皮结构特征与胶乳产量的相关性。结果表明,在高产品种和低产种质间、高比区无性系间以及同一无性系的植株间,有功能次生韧皮部中的乳管列数目与有功能次生韧皮部厚度的比值都与胶乳产量显著正相关。最内层石细胞团以内的次生韧皮部中乳管列数目与次生韧皮部厚度的比值在高产品种和低产种质间以及在高比区不同无性系间与胶乳产量显著正相关,但在同一无性系的植株间与胶乳产量没有相关性。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 树皮 石细胞团 有功能次生韧皮部 次生乳管列
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橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库构建及HbHDA6互作蛋白筛选 被引量：1
7
作者 张世鑫 吴绍华 +5 位作者 杨署光 晁金泉 史敏晶 葛立鑫 蒋毅 田维敏 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期245-256,共12页
次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究... 次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究中,我们发现组蛋白去乙酰化酶(HDA)抑制剂曲古抑菌素A(TSA)能诱导橡胶树乳管分化且组蛋白去乙酰化酶基因(HbHDA6)能够参与橡胶树乳管分化调控。由于组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制尚未阐明,因此该文使用冠菌素(COR)诱导橡胶树形成层分化产生次生乳管的实验系统,以分离形成层组织为材料,构建酵母双杂交cDNA文库,以HbHDA6基因为诱饵来筛选酵母双杂交文库,确定与HbHDA6相互作用的蛋白。结果表明:(1)利用Gateway技术构建的均一化COR诱导橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库,初级文库的容量为6.34×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.27×10^(7),文库重组率为100%;次级文库的容量为7.72×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.54×10^(7),文库重组率为100%。初级文库和次级文库的插入片段平均长度分别为1.1 kb和1.2 kb。(2)成功构建了筛选HbHDA6互作蛋白的pGBKT7-HbHDA6诱饵载体,并确认无自激活活性。(3)使用该诱饵载体对构建的酵母双杂交cDNA文库进行筛选,并通过NCBI_BLAST比对和去除重复以后,获得了22个与HbHDA6发生互作的蛋白,包括CLP1、ERF3、ERF4、HSP82、LARP6a、APT5、PP2A、FBA6等。该研究成果为解析组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制提供了理论基础,为转基因改良橡胶树的产胶潜力提供了候选基因,为高性能天然橡胶遗传改良育种提供了新线索。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 次生乳管分化 维管形成层 酵母双杂交 HbHDA6
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6个国外引进橡胶树品种产排胶特性研究 被引量：4
8
作者 张晓飞 黄肖 +2 位作者 李琛 左如斌 李维国 《广东农业科学》 CAS 2021年第4期23-28,共6页
【目的】分析6个国外引进橡胶树品种的产排胶特性,为丰富橡胶树产排胶理论和品种的扩大种植提供依据。【方法】以国外引进的6个橡胶树品种为研究对象,RRIM600为对照种,测定树皮次生乳管数量、刀次胶乳产量、干胶含量、排胶初速度及蔗糖... 【目的】分析6个国外引进橡胶树品种的产排胶特性,为丰富橡胶树产排胶理论和品种的扩大种植提供依据。【方法】以国外引进的6个橡胶树品种为研究对象,RRIM600为对照种,测定树皮次生乳管数量、刀次胶乳产量、干胶含量、排胶初速度及蔗糖、无机磷、镁离子和硫醇等参数指标。【结果】热试11-107平均株次干胶产量73.9 g,树皮次生乳管平均16.3列,蔗糖含量8.58 mmol/L,同时有较高的硫醇含量、排胶初速度和较低的堵塞指数;热试11-9平均株次干胶产量14.5 g,为所有品种中最低,蔗糖含量15.32 mmol/L,显著高于其他品种,硫醇含量和排胶初速度均显著低于其他品种;热试11-39各测定参数分析结果与热试11-9相近;热试11-1、热试11-2和热试11-3株次干胶产量与对照种相当,硫醇含量0.64~0.70 mmol/L,显著高于对照种,蔗糖含量4.37~5.17 mmol/L,显著低于对照种。【结论】热试11-107具有较好的产排胶特性,产胶潜力大;热试11-9和热试11-39胶乳再生不足;热试11-1、热试11-2和热试11-3胶乳稳定性良好,排胶顺畅,糖的利用效率高,但产胶潜力一般。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 引进品种 次生乳管 胶乳生理 干胶产量
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橡胶树无性系产胶能力株间一致性分析 被引量：1
9
作者 包杰 张世鑫 +1 位作者 史敏晶 田维敏 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2014年第11期2173-2178,共6页
橡胶树无性系株间产量存在明显差异是导致产量育种选择周期长的主要原因之一。橡胶树的产量主要取决于产胶能力和排胶能力2个因素。树干树皮中的次生乳管数量及乳管细胞内的天然橡胶生物合成效率与产胶能力直接相关。从次生乳管分化和... 橡胶树无性系株间产量存在明显差异是导致产量育种选择周期长的主要原因之一。橡胶树的产量主要取决于产胶能力和排胶能力2个因素。树干树皮中的次生乳管数量及乳管细胞内的天然橡胶生物合成效率与产胶能力直接相关。从次生乳管分化和橡胶合成关键因子基因表达2个层面对无性系株间产胶能力的一致性进行分析。结果表明:树皮最内石细胞群以内次生乳管列数与次生韧皮部厚度的比值具有品系特征;在同一品系中,该比值的株间差异小,表现出良好的一致性。8 a割龄大树该比值的株间一致性较3 a幼树差,而在3 a幼树中,树高40 cm处该比值的株间一致性比树高100 cm处更好。因此,以3 a幼树树高40 cm处的该比值作为产量育种早期筛选标记较合适。胶乳中MYC1、HRT2基因的表达量在割胶后上调,并且具有品系特征,但这2个基因的表达量在株间的一致性较差,故在产量育种早期筛选中只能起到辅助作用。 展开更多
关键词 橡胶树无性系 产胶能力 石细胞 次生乳管 MYC1/HRT2基因表达
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