乙烯促进橡胶树排胶的生化与分子机制

天然橡胶是通过切割橡胶树树皮中的乳管（即割胶）所得到的胶乳加工而成的。割胶后的排胶持续时间是决定天然橡胶产量的一个关键因素。乙烯利（一种乙烯释放剂）是迄今最有效的天然橡胶增产刺激剂。它的作用是多方面的，其中一个主要作用就是延长橡胶树排胶时间。至今，乙烯促进橡胶树排胶的机制尚不清楚，原因是对割胶后排胶停止的机制还了解得不够。最近我们证明，割胶后乳管伤口逐渐形成一个蛋白质的网和橡胶粒子的聚集物，从而导致排胶渐缓和终止。我们进一步发现，在乳管细胞黄色体（一种液泡性质的细胞器）和胶乳离心清液（C-乳清）中的若干蛋白质对"蛋白质网"的形成和橡胶粒子凝集有促进和抑制作用。本项目将在此基础上，采用生物化学与分子生物学的相关技术，研究乙烯对这些蛋白质的这种促进和抑制作用的调节，阐明乙烯促进橡胶树排胶的生化与分子机制。研究结果将为改良刺激割胶技术和研发与排胶能力相关的分子标记以辅助橡胶树育种提供理论基础。

天然橡胶是通过切割橡胶树树皮中的乳管（即割胶）所得到的胶乳加工而成的。割胶后的排胶持续时间是决定天然橡胶产量的一个关键因素。乙烯利是迄今最有效的天然橡胶增产刺激剂，它的一个主要作用就是延长橡胶树排胶时间。至今，乙烯促进橡胶树排胶的机制尚不清楚。最近我们证明，割胶后乳管伤口逐渐形成蛋白质网和橡胶粒子聚集物，从而导致排胶渐缓和终止。在乳管细胞黄色体和胶乳离心清液（C-乳清）中的若干蛋白质对“蛋白质网”的形成和橡胶粒子凝集有促进和抑制作用。本项目在此基础上，采用生物化学与分子生物学的相关技术，研究了乙烯对这些蛋白质的这种促进和抑制作用的调节，阐明了乙烯促进橡胶树排胶的生化与分子机制。取得的研究结果如下：. 1.在自然条件下，不同的橡胶树品种具有不同的排胶特性，黄色体主要蛋白和C-乳清中44KD蛋白在不同品系间含量及其基因表达差异明显。尤其是44KD蛋白，其含量高低与排胶时间表现出正相关。. 2.乙烯利刺激后，橡胶树排胶时间和胶乳产量都明显增加。黄色体主要蛋白以及44KD蛋白的基因表达普遍上调。C-乳清单位体积内蛋白含量尤其是44KD蛋白都表现为上升；黄色体内含蛋白则为PR107下调而RY8-79上调。44KD蛋白对来自黄色体等组分的橡胶粒子凝集因子具有普遍的抑制作用，由此认为该蛋白的增加与乙烯利延长排胶时间密切相关。. 3.乙烯利刺激导致黄色体破裂指数增大，乳管割口蛋白质网增多，可见乙烯利促进堵塞物的形成，降低排胶初速度。. 4. β-1,3-葡聚糖酶能与橡胶素、几丁质酶以及橡胶素前体发生互作，构成蛋白质网的核心。44KD蛋白基本不与这些蛋白质网组分蛋白发生互作。但44KD蛋白能与橡胶粒子结合，而乙烯利刺激增加这种作用。乙烯利可能通过提高44KD蛋白与RP的结合而阻碍RP“粘附”到乳管伤口堵塞物上从而延长排胶。. 根据本研究结果，我们提出了一个乙烯利刺激延长排胶时间新的机制。研究结果将为改良刺激割胶技术和研发与排胶能力相关的分子标记以辅助橡胶树育种提供理论基础。