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在天然橡胶生产中有两个事实:一是割胶促进天然橡胶生物合成,二是乙烯利刺激能显著增加天然橡胶产量。但乙烯利刺激不影响橡胶生物合成关键酶的基因表达,其增产效应与延长排胶时间有关。所以,巴西橡胶树乳管细胞合成天然橡胶的调控机制依然是天然橡胶生产中面临的一个重大理论问题。最近,我们获得初步证据表明外源茉莉酸能上调乳管细胞橡胶生物合成关键酶的基因表达,推测天然橡胶的生物合成主要受茉莉酸信号途径调节。本文以巴西橡胶树(HeveabrasiliensisMullArg.)无性系7-33-97为材料,采用GC-MS以及生物化学和分子生物学有关技术,较系统地研究了橡胶树乳管细胞中茉莉酸信号途径中COI1蛋白与茉莉酸的物理结合以及割胶对胶乳茉莉酸含量和HbAOS1、HbCOI1、HbMYC1和HbLAP1四个基因表达的影响,得出如下实验结果:
①采用免疫沉淀技术、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE)和免疫印迹技术(Western-blot)技术,在胶乳的C乳清中检测到被拟南芥COI1的多克隆抗体专一性识别的一种蛋白质,分子量约66.2kDa,与HbCOI1基因编码的蛋白分子量相近。因此,这种蛋白质应该是胶乳中的COI1蛋白。采用基于免疫共沉淀的pulldown技术,证明了COI1蛋白与茉莉酸之间的物理结合。
②Northenblot分析表明,割胶显著上调乳管细胞中HbAOS1、HbCOI1和HbMYC1基因表达,表明割胶能激活乳管细胞茉莉酸信号途径。但是,割胶显著下调乳管细胞中HbLAP1基因表达,表明HbLAP1可能是乳管细胞茉莉酸信号途径的负调控因子。
③采用GC-MS技术测定了开割树和未开割树乳管细胞中内源茉莉酸的含量。结果表明开割树内源茉莉酸的含量是未开割树的2.7倍,表明割胶显著增加乳管细胞的茉莉酸水平。
以上结果说明,割胶促进乳管细胞天然橡胶合成是通过激活茉莉酸信号途径实现的,而HbLAP1是茉莉酸信号途径的负调控因子。这些结果为进一步研究乳管细胞荣莉酸信号途径的分子机制以及橡胶生物合成的调控机制提供了有意义的线索。