巴西橡胶树愈伤组织乳管细胞发育机制的研究

巴西橡胶树（Hevea brasiliensis Muell-Arg）属大戟科橡胶属，是多年生的异花授粉乔木。其乳管是天然橡胶合成和贮存的地方，是决定天然橡胶产量的最重要的结构成分。目前对橡胶树乳管分化机制依然不清楚。当前乙烯利作为橡胶树增产刺激剂存在较大的副作用，寻求新型安全增产的刺激剂来代替乙烯利成为热点研究课题。由于试验条件限制，对于大量的其它外源激素尚未进行刺激割胶试验。我们首次发现橡胶树花药愈伤中存在乳管细胞。本项目拟以橡胶树花药愈伤乳管细胞为研究对象，研究其起源、发育机制；同时以其为研究模式，对大量的外源激素进行乳管分化试验，以期发现橡胶树新型安全的增产刺激剂，为下一步生产应用提供基础；研究不同基因型花药乳管分化与组织培养之间关系，以期改良橡胶树的组织培养。

该项目研究了橡胶树花药愈伤组织乳管细胞的发育机制，包括花药愈伤乳管细胞的起源、发育、不同外源激素刺激对花药愈伤乳管细胞分化的影响及基因型对愈伤乳管的影响。结果表明花药愈伤乳管细胞起源于愈伤组织的薄壁细胞；乳管细胞分化依赖于培养时间，在培养至58d时才出现乳管细胞，随着培养时间的延长，乳管细胞数量显著增加，在培养至66d时开始出乳管细胞簇，这种类型细胞是有节乳管的早期形态。发现花药愈伤组织乳管细胞与树皮乳管细胞具有较多的相似处：①外源茉莉酸（JA）能促进花药愈伤乳管细胞分化，JA 2mg/L为最佳浓度。②能表达与胶乳合成相关的关键基因，如小橡胶粒子膜蛋白基因（SRPP）、橡胶延伸因子基因（REF）、橡胶转移酶基因（RuT）等基因。③pH6.0-7.0范围内为最适宜的乳管细胞分化条件。由于花药愈伤组织的乳管细胞分化是在可控条件下进行，其光照、温度、湿度、营养条件、发育阶段等条件是一致的，减少内外因素的影响，同时室内操作较方便、试验成本低，因此是一种研究乳管分化机的优良模式。.以花药愈伤为研究模式，试验了10多种外源激素，首次发现毒莠定能促进乳管细胞分化。透射电镜来观察发现早期的乳管细胞内存在较多的橡胶粒子，在发育过程中橡胶粒子间不断融合变大，相邻的乳管细胞相接触的胞壁逐渐穿孔融合。乳管细胞分化依赖于基因型，与体胚发生负相关。PR107、RRIM600、热研8-79、热研7-33-97较海垦2有着更多的乳管细胞，但体胚发生率均显著低于海垦2。如能通过改良培养条件（激素调控等）来减少愈伤组织中乳管细胞数目，以期提高其体胚胎发生力，则有可能克服花药培养难题，这可能提供了一个改良橡胶树组织培养的连接点。.本项目还对茎段、叶柄、未授粉胚珠来源的愈伤进行乳管细胞分化研究，发现均存在乳管细胞，且均能表达胶乳合成相关的基因；系统地改良了橡胶树花药培养条件，提高体胚发生率；在研究橡胶树树皮乳管分化时，从胶乳中分离到一株内生细菌ITBB B5-1，经鉴定为粘质沙雷氏菌，该菌株对香蕉枯萎病4号生理小种（FOC4）和橡胶白粉病具有较强拮抗作用。.课题研究结果已在国内外杂志发表论文8篇，申请专利1项，鉴定成果1项。另有2篇文章正在审稿中。