[发明专利]橡胶树死皮相关蛋白HbMC2及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了橡胶树死皮相关蛋白HbMC2及其编码基因与应用。本发明所提供的橡胶树死皮相关蛋白HbMC2为如下A1)或A2)：A1)氨基酸序列为序列表中序列1所示的蛋白质；A2)在序列1的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有相同功能的由A1)衍生的蛋白质。实验证明，HbMC2编码基因过表达会促进氧化胁迫下细胞的死亡，降低生物对氧化胁迫的抗性。HbMC2编码基因的表达与橡胶树死皮发生密切相关，HbMC2及其编码基因可作为橡胶树死皮防治的重要靶标。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中橡胶树死皮相关相关蛋白HbMC2及其编码基因以及二者在调控细胞死亡、氧化胁迫抗性及橡胶树死皮发生中的应用。

背景技术

巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.Arg.)因具有橡胶含量高、质量好、经济寿命长、易采收等独特优点而成为天然橡胶的主要来源。我国是世界第一大天然橡胶消费国，年消费量高达370万吨。由于我国属于非传统植胶区，植胶区域有限，我国年产胶量不到80万吨，自给率不足22％。在植胶土地面积有限的情况下，要保障天然橡胶供给能力，就必须大幅提高单位面积的橡胶产量。在影响单产的因素中，死皮是主要限制性因子之一。目前，世界各植胶国胶园死皮率在20％～50％之间，年产量损失高达15％～20％(Venkatachalam等，2010)。鉴于死皮对天然橡胶产业的严重影响，提高单产必须解决死皮问题，而阐明死皮发生机制是解决死皮问题的前提，开展橡胶树死皮发生机制及防控研究具有重要的理论和应用价值。

巴西橡胶树的树皮是由维管形成层向外分化形成的，具有韧皮射线、韧皮薄壁细胞、筛管、伴胞、韧皮纤维等基本组织的结构。作为最主要的产胶植物，橡胶树的树皮具有一种特化的产胶组织—乳管。在天然橡胶生产中，人们通过切割橡胶树树皮中的乳管，收集由割线排出的胶乳，作为提炼天然橡胶的原料。橡胶树死皮(Tapping Panel Dryness，TPD)的症状为割线排胶减少或完全停排。割胶对橡胶树来说是一种不可避免的机械伤害。橡胶树死皮的成因十分复杂，它既可以自发产生，也可以通过各种内外因素诱导产生，割胶强度过大、长期和过度使用乙烯利刺激排胶会导致橡胶树死皮的发生，研究发现死皮橡胶树中活性氧水平升高。研究者曾从病理、生理、遗传、土壤和生化等方面进行了探索与研究，但其发生机制仍不清楚。目前，死皮被认为是一种由过度割胶和强乙烯刺激引起的、复杂的生理综合症(范思伟和杨少琼，1995)。近年来，随着分子生物学和相关基因工程技术在橡胶树生理生化研究中的应用，对橡胶树死皮发生机制的研究取得了初步进展，推测活性氧代谢、泛素-蛋白酶体途径、细胞程序化死亡(Programed Cell Death，PCD)、茉莉酸生物合成及橡胶生物合成途径等基因表达改变与橡胶树死皮发生有关。Chen等(2003)在橡胶树树皮中鉴定并克隆死皮相关基因HbMyb1，该基因可能是细胞程序化死亡的负调控因子，并提出“橡胶树死皮是一种细胞程序化死亡现象”的观点。Peng等(2011)进一步研究表明：与健康橡胶树相比，死皮橡胶树乳管细胞具有细胞程序化死亡的典型特征，在烟草中超量表达HbMyb1可抑制逆境诱导的细胞死亡。Venkatachalam等(2007)、Li等(2010；2012)和覃碧等(2012)利用抑制性差减杂交及基因芯片技术对死皮和健康橡胶树胶乳或树皮间基因表达差异进行分析，发现大量与细胞程序化死亡途径相关的基因在二者之间差异表达，证明细胞程序化死亡在橡胶树死皮发生过程中扮演重要角色。研究细胞程序化死亡途径中重要基因在橡胶树死皮发生中的作用将有助于死皮发生的分子机制的解析，并能为橡胶树死皮防控提供重要的靶标基因。