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巴西橡胶树乙醇酸氧化酶HbGOX1基因的鉴定与表达分析

2016-05-14程汉陈相黄华孙

热带农业科学 2016年8期

程汉 陈相 黄华孙

摘 要 光呼吸途径是植物中重要的反应途径,它通过消耗光合作用产物影响作物的产量。乙醇酸氧化酶是该途径的关键调控酶,在橡胶树中尚未见研究报道。本研究分离和鉴定橡胶树HbGOX1基因的全长cDNA序列,对其编码的蛋白质进行生物信息学分析,并通过qPCR技术进一步研究HbGOX1基因在低温胁迫下的表达情况。结果发现,该基因受低温胁迫负调控。此结果为进一步揭示橡胶树光呼吸途径在橡胶合成中的作用奠定了基础。

关键词 橡胶树 ;低温应答 ;光呼吸途径 ;HbGOX1基因

中图分类号 S794.1 文献标识码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2016.08.005

Abstract Photorespiratory pathway is an important metabolic pathway in plant,which consumes the products of photo-synthesis and reduces crop final yield. Glycolate oxidase is the key regulatory enzyme of this pathway, while the study in rubber tree is absence. In this study, the cDNA sequence of HbGOX1 gene was identified and characterized, and the peptide sequence was analyzed bioinformatically. The expression pattern of HbGOX1 gene was further explored under cold stress. The results showed that this gene was negatively regulated by cold stress. This study provided some fundenmental information for the roles of photorespiration in rubber biosynthesis in Hevea brasiliensis.

Keywords rubber tree ; cold responding ; photo-respiration pathway ; HbGOX1 gene

巴西橡胶树是天然橡胶的主要来源。20世纪中国成功在北纬18°大规模种植橡胶树,并建立了海南、云南和广东三大植胶区,基本保障了中国对天然橡胶的需求[1]。然而,由于巴西橡胶树起源于热带,对低温极其敏感,加上中国植胶区处于热带北缘,时常受冬季寒流的影响。除寒害外,中国植胶区还受旱害、台风和贫瘠等非生物胁迫的威胁。这些因素已经成为限制中国植胶事业的重要限制因子。因此,培育抗逆橡胶品种、研究橡胶树抗逆的生物学机理、发展抗逆栽培方法是中国植胶事业亟待解决的研究内容。

天然橡胶是由聚异戊二烯分子构成。在橡胶树中,通过光合作用合成碳水化合物并运输至乳管细胞中,再通过萜类合成途径进一步合成橡胶烃分子。光合作用是天然橡胶生物合成的物质和能量来源[2-5]。植物细胞中的光合作用是通过核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)复合物催化进行,该酶同时具有催化羧化和加氧的功能。……

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