中國熱科院在橡膠樹低溫應答機制研究中取得重要進展

近日，林學國際頂級期刊《Tree physiology》在線發表了中國熱帶農業科學院“橡膠樹等主要熱帶作物功能基因組學研究”創新團隊資助的題為“Comparative transcriptome analysis reveals an early gene expression profile that contributes to cold resistance in Hevea brasiliensis （the Para rubber tree）”的研究論文。該論文系統闡述了橡膠樹低溫脅迫早期在基因轉錄水平的調控應答機制（圖1）。

橡膠樹起源于巴西亞馬遜河流域，屬典型的熱帶喬木，對低溫極其敏感。氣溫是限制橡膠樹種植區域分布的主要原因。傳統植膠區主要分布在南緯10°到北緯15°之間。我國植膠區地處熱帶北緣，主要分布在北緯18°到24°之間，受到冬、春季風影響，常常遭到寒潮和冷空氣的侵襲，造成巨大損失。然而橡膠樹對低溫敏感的原因和抗寒力形成機制尚未明確。

本研究在轉錄組水平比較了橡膠樹抗寒品種93-114和低溫敏感材料熱墾501對低溫應答的差異，發現在低溫脅迫后2～8 h是建立橡膠樹抗寒機制的關鍵時期。ABA合成和代謝關鍵調控基因NCED、ABA2和CYP707A1，以及ABA依賴的低溫應答途徑MYC/MYB途徑、NAC途徑和AREB途徑在橡膠樹中并不能被完全激活，但關鍵基因的表達在抗寒、敏感品種間表現出顯著差異。抗寒品種在低溫脅迫時ABA含量積累較高，有利于ABA依賴的信號途徑的激活。此外細胞質Ca2+流、ROS合成代謝等早期信號和MAPK級聯信號也參與了橡膠樹抗寒力的形成。

ABA非依賴的信號途徑在植物中扮演了重要角色，但在橡膠樹中反應較為遲緩。該信號途徑的關鍵轉錄因子HbCBF1及其下游功能基因HbCOR47均在脅迫后4～8 h后才能被激活，但其表達水平在品種并未表現出顯著差異。

上述研究揭示了橡膠樹在低溫脅迫初期的信號應答情況，解釋了造成橡膠樹對低溫敏感、以及不同品種抗寒力差異的原因。

（摘自中國熱科院橡膠研究所網，http：//www.catas.cn/index.html，2018-05-23）