近日，中国热科院橡胶所采胶技术团队在橡胶树乙烯刺激增产分子机制研究方面取得新进展，研究揭示了刺激采胶中橡胶树排胶依赖乙烯剂量的分子机制。
乙烯（利）可促进橡胶树排胶，常作为增产刺激剂用于高效采胶。早期研究和生产实践发现，橡胶树排胶与乙烯（利）浓度或剂量呈正相关，因此低频割制迭代、短线等高效采胶技术均采纳了提高乙烯（利）剂量补偿产量的策略，但提高乙烯剂量会诱发乳管内缩、死皮等不可逆的生理副作用。因此，确定合理的乙烯（利）剂量，科学调控橡胶树产排胶，是构建高效安全采胶技术的重要技术问题。
该研究通过不同乙烯剂量下胶乳和树皮的比较转录组分析，发现两个组织中差异表达基因（DEG）表达水平变化具有明显乙烯剂量和时间依赖性，称为乙烯剂量依赖基因，他们涉及乙烯信号转导、茉莉酸信号传导、活性氧（ROS）调节、抗病等生理功能。胶乳和树皮中乙烯剂量依赖基因的表达模式存在明显差异。胶乳中的表达峰值出现滞后于树皮，通常24小时后达到最高。且胶乳中特异地大量基因富集在乙烯信号途径，包括乙烯信号转导、乙烯响应（ERF）等。通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）等鉴定到一组乙烯剂量依赖基因，其中含有乙烯信号途径基因ERF，即HbRAP2.3、HbERF110、HbERF3和HbERF1B，乳胶稳定性有关的基因，如HbPMCA4和HbGCL，以及与乳胶凝固有关的基因，例如HbGLU14和HbECH。互作试验明确HbRAP2.3可通过“GCC盒”激活HbETR2、HbGLU14和HbECH等基因，表明HbRAP2.3在乙烯信号转导、激活排胶等过程均发挥了关键作用。基于此，该研究提出了以HbRAP2.3为核心、涉及乙烯信号转导放大、排胶相关基因表达激活的反馈回路。这些结果为乙烯信号转导和橡胶树排胶的复杂关系提供了新的见解，为未来优化乙烯刺激增产技术研究奠定了理论基础。
图1 橡胶树排胶依赖乙烯剂量的分子机制
相关研究成果以“New insights into ethylene-induced latex flow in a dose-dependent manner in rubber tree”为题发表于《Industrial Crops & Products》。中国热科院橡胶研究所范睿深、万炯为论文共同第一作者，仇键研究员为通讯作者。此研究得到海南省自然科学基金以及现代农业产业技术体系建设专项资金、云南省黄华孙专家工作站等的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.120012
来源于：中国热科院
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