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为解决橡胶树割面干涸（TPD）防治难题，中国热带农业科学院研究人员开展 TPD 恢复分子机制研究，发现相关关键基因和蛋白，为防治 TPD 提供理论依据。
橡胶树，作为天然橡胶的主要来源，在工业生产等领域有着举足轻重的地位。然而，一种名为割面干涸（Tapping panel dryness，TPD）的病症却如同悬在橡胶树产业头顶的 “达摩克利斯之剑”。患上 TPD 的橡胶树，割面上的胶乳流动会部分或完全停止，这直接导致天然橡胶产量大幅下降，每年因 TPD 造成的胶乳损失高达 10 - 40%。尽管科研人员一直努力探索 TPD 的奥秘，也开展了大量研究，可 TPD 的发病机制至今仍未完全明晰。而且，目前尚无有效的防治措施，这使得橡胶树产业发展面临巨大挑战。在这样的困境下，深入研究 TPD 恢复的机制就显得尤为重要，它不仅能帮助我们更好地理解 TPD 的发病过程，还可能为开发防治 TPD 的有效药剂提供关键线索。
为此，中国热带农业科学院的研究人员勇挑重担，开展了一项关于橡胶树 TPD 恢复分子机制的研究。该研究成果发表在《BMC Plant Biology》期刊上，为橡胶树产业带来了新的希望。
研究人员为了探究 TPD 恢复的分子机制，采用了转录组学和蛋白质组学等前沿技术。他们选取了种植于海南儋州中国热带农业科学院实验田的橡胶树品种热研 7 - 33 - 97 作为实验材料。这些橡胶树已规律割胶 8 年，从中挑选出患有 TPD 且胶乳流动不完全的树，将其分为两组：一组作为未处理的 TPD 对照组；另一组则用研究团队自主研发的 TPD 康复营养剂进行处理，最终选取胶乳流动恢复良好的树作为恢复组。
在研究结果方面：
- 差异表达蛋白（DEPs）的鉴定：通过基于串联质谱标签（TMT）的定量蛋白质组学分析，研究人员对比了 TPD 恢复树（RB）和 TPD 树（TB）的树皮，发现共有 951 个蛋白质表达存在差异。进一步分析发现，201 个 DEPs 在 TPD 发生和恢复过程中表达变化相反，这些 DEPs 可能在调节 TPD 方面发挥着关键作用。
- 差异表达基因（DEGs）的鉴定：转录组分析结果显示，RB 组与 TB 组相比，共鉴定出 2029 个 DEGs。其中，532 个 DEGs 在 TPD 发生和恢复过程中表达变化相反，它们可能是调控 TPD 的关键基因。研究人员还通过定量实时荧光定量 PCR（qRT - PCR）对 20 个 DEGs 进行验证，结果表明 RNA - Seq 分析能够有效评估橡胶树中的基因表达。
- 蛋白质组和转录组数据的比较：将 951 个 DEPs 与 2029 个 DEGs 进行比较，发现有 118 个蛋白质在蛋白质组和转录组水平均存在差异表达，且二者表达谱具有一定相关性（r = 0.349）。
- DEPs 和 DEGs 的功能注释：通过基因本体（GO）分类和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，发现 DEPs 和 DEGs 富集在多个 GO 术语和 KEGG 通路中。其中，淀粉和蔗糖代谢、橡胶生物合成等通路在 TPD 恢复过程中可能起着重要作用。
- 淀粉和蔗糖代谢通路的调节：淀粉和蔗糖代谢通路可合成 D - 葡萄糖，而 D - 葡萄糖是天然橡胶合成的关键前体。研究发现，该通路中多个基因和蛋白质的表达在 TPD 恢复后发生变化，如 HbSUS 蛋白表达上调，HbSPS 蛋白表达下调，它们可能通过控制蔗糖和 D - 葡萄糖的合成，为橡胶生物合成提供原料。
- 天然橡胶生物合成通路的调节：KEGG 富集分析显示，萜类化合物骨架生物合成通路（包含 MVA 和 MEP 途径）在 RB 和 TB 组的上调 DEPs 和 DEGs 中均显著富集。研究发现，多个参与橡胶生物合成通路的基因和蛋白质在两组间存在差异表达，且几乎所有相关 DEPs 和 DEGs 在恢复树中表达均显著上调，表明营养剂处理可能通过调节这些基因和蛋白质的表达水平来促进天然橡胶的生物合成。
在研究结论和讨论部分，研究人员首次利用转录组学和蛋白质组学方法，鉴定出了参与 TPD 恢复的关键基因和蛋白质。这些基因和蛋白质主要涉及淀粉和蔗糖代谢、橡胶生物合成等通路，它们在调节 TPD 恢复过程中起着至关重要的作用。同时，研究还表明所使用的 TPD 康复营养剂能够通过调节这些基因和蛋白质的表达，促进 TPD 树的恢复，为橡胶树种植园防治 TPD 提供了一种潜在的有效措施。该研究为深入揭示 TPD 恢复机制奠定了基础，也为 TPD 发病机制的研究提供了重要补充，有助于未来开发出更有效的 TPD 防治药剂，对推动橡胶树产业的可持续发展意义重大。
研究人员主要运用了转录组学、蛋白质组学以及 qRT - PCR 等关键技术。转录组学用于分析基因表达水平的变化，蛋白质组学则聚焦于蛋白质表达的差异，而 qRT - PCR 技术对转录组学的结果进行了验证，这些技术的联合使用，为研究 TPD 恢复的分子机制提供了有力支撑。
