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2021 , Vol. 42 >Issue 10: 2869 - 2874

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.016

作物栽培与生理生化

3个橡胶树引进品种的胶乳生理特性研究

  • 张晓飞 1, 2 ,
  • 黄肖 1, 2 ,
  • 左如斌 3 ,
  • 李琛 3 ,
  • 李维国 , 1, 2, *
展开
  • 1.中国热带农业科学院橡胶研究所,海南海口 571101
  • 2.国家橡胶树育种中心,海南儋州 571737
  • 3.云南农业大学,云南昆明 650201
*李维国,E-mail： 。

张晓飞（1981—）,男,副研究员,研究方向：橡胶树引种与品种改良。

Copy editor: 沈德发

收稿日期: 2020-12-28

  要求修回日期: 2021-03-15

  网络出版日期: 2021-11-25

基金资助

海南省重点研发计划项目(ZDYF2019079)

现代农业产业技术体系—国家天然橡胶产业技术体系项目(CARS-33-YZ2)

版权

版权所有,未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。
收起

Latex Physiological Characteristics of Three Introduced Clones in Hevea brasiliensis

  • ZHANG Xiaofei 1, 2 ,
  • HUANG Xiao 1, 2 ,
  • ZUO Rubin 3 ,
  • LI Chen 3 ,
  • LI Weiguo , 1, 2, *
Expand
  • 1. Rubber Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101, China
  • 2. State Center for Rubber Tree Breeding, Danzhou, Hainan 571737, China
  • 3. Yunnan Agricultural University, Kunming, Yunnan 650201, China
*LI Weiguo,E-mail： 。

Received date: 2020-12-28

  Request revised date: 2021-03-15

  Online published: 2021-11-25

Copyright

Copyright reserved © 2021.
Fold

摘要

以3个橡胶树引进品种为研究对象,‘热研73397’和‘RRIM600’为对照,测定胶乳产量、干胶含量、排胶初速度及胶乳中蔗糖、无机磷、镁离子和硫醇等生理参数,比较分析不同品种的产排胶特性。结果表明,各测定参数在品种间存在较大差异。‘热试09-5’干胶产量高,蔗糖含量、排胶初速度低于‘热研73397’,干胶含量、硫醇含量、无机磷含量差异不显著,认为该品种产胶潜力大,胶乳稳定性好,排胶快,糖利用率高;‘热试09-6’干胶产量一般,与‘RRIM600’相比,干胶含量、堵塞指数高,排胶初速度和蔗糖含量差异不显著,认为该品种有较好的产胶潜力,但胶乳代谢强度低,可考虑通过刺激提高代谢强度,达到增产;‘热试09-7’干胶产量低,与‘RRIM600’相比,干胶含量高,排胶初速度低,蔗糖含量相当,认为该品种排胶障碍,糖的利用效率低,是否可以通过刺激割胶增加产量还需要进一步的试验验证。

关键词： 橡胶树; 引进品种; 胶乳生理; 评价

本文引用格式

张晓飞 , 黄肖 , 左如斌 , 李琛 , 李维国 . 3个橡胶树引进品种的胶乳生理特性研究[J]. 热带作物学报, 2021 , 42(10) : 2869 -2874 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.016

Abstract

The latex physiological characteristics of three introduced rubber clones, such as latex yield, dry rubber content, initial flow rate, sucrose content, phosphorus content, Mg2+ content, and thiol content, were measured and analyzed. The results showed that, compared to the control clone ‘Reyan 73397’ and ‘RRIM 600’, there were significant differences among the rubber clones. According to high dry rubber yield, good latex stability, fast rubber-discharging, and high sugar utilization rate, ‘Reshi 09-5’ showed high-yielding potential, but the content of sucrose and initial flow rate of ‘Reshi 09-5’ were lower than that of ‘Reyan 73397’, and there was no significant differences in dry rubber content, thiol content and phosphorus content between them. ‘Reshi 09-6’ had higher dry rubber content and plug index than ‘RRIM 600’, and there was no significant differences in initial flow rate and sucrose content between them. All of these showed that ‘Reshi 09-6’ had better potential in latex production, but a low metabolic intensity, so the production can be increased by stimulated tapping. Compared to ‘RRIM600’, ‘Reshi 09-7’ had lower dry rubber yield, initial flow rate, and higher dry rubber content, which showed high latex discharging barrier and low sugar utilization efficiency, so it need to be further tested whether the yield can be improved by stimulated tapping in ‘Reshi 09-7’.

Key words： Hevea brasiliensis; introduced clone; latex physiology; evaluation

巴西橡胶树（Hevea brasiliensis Muell. Arg.）原产于巴西亚马孙河流域,具胶乳产量高、质量好,经济寿命长、采胶容易、胶乳再生快等优点,是天然橡胶的主要来源,其栽培种在东南亚热带国家和地区大面积种植应用[1]。我国是非传统植胶区,橡胶树品种选育一直秉承引种和自主选育相结合的方针,‘RRIM600’‘PR107’‘GT1’等国外品种的引种与推广奠定了我国橡胶树产业发展的基础,‘热研73397’‘热研879’‘云研77-2’‘文昌11’等自主选育品种的选育和推广加快推进了产业发展进程[2,3,4,5]。
胶乳诊断是法国学者Jacob等[6]提出使用一些直接或间接控制产胶量的生理参数来判断胶树产胶和健康状况的方法,主要包括无性系代谢和采胶强度判断两个方面内容,应用这一理论,国内外学者在橡胶树品种和胶树割胶评价方面开展了大量研究。Prevot等[7]在分析明确各生理参数相关关系的基数上,率先提出了‘GT1’‘RRIM600’‘PB235’等品种的产胶特性,为相关研究奠定了重要的基础;Gohet等[8]应用胶乳诊断方法评价了西非大胶园常用的‘PR107’‘PB5/51’等品种的代谢类型,并针对性提出了割胶制度;相关技术也被广泛应用于指导国外大胶园割胶生产[9,10];许闻献等[11,12]、杨少琼等[13]率先在我国开展相关研究,系统研究了‘PR107’生理特性及产胶潜力,并针对性提出了其割胶制度,相关结果得到国际同行的高度认可,并为在国内开展相关研究奠定了基础;校现周等[14]分析了‘RRIM600’刺激条件下的生理状况,并根据品种特性提出了安全高效的采胶制度;相关学者针对国内规模推广级品种的胶乳生理特性也开展了研究[15,16,17]。在胶乳诊断指导品种选育方面,谭德冠等[18]比较分析了10个橡胶树新品种幼龄期胶乳生理参数,根据试验结果对其产胶特性进行初步评价;高新生等[19]比较分析了4个引种胶木兼优品种的生长量、产量及胶乳生理参数,结果发现4个品种间存在一定差异,可根据品种胶乳生理参数对其排胶特性进行区分;胡彦师等[20]利用胶乳诊断法评价了13份橡胶树新种质刺激割胶下的生理反应,结果表明部分种质表现出较好的胶乳生理状况,可考虑作为研究天然橡胶对刺激处理的应答反应、有关信号传导机制研究的实验材料;杨湉等[21]分析了128个魏克汉种质的胶乳生理参数,结果表明,蔗糖含量是橡胶树育种中一个重要的间接指标,可结合其他指标进行综合选择。
本研究采用胶乳诊断法比较了‘热试09-5’‘热试09-6’‘热试09-7’3个引进品种与‘RRIM600’‘热研73397’产排胶生理特性的差异,研究不同品种的生理代谢类型,为其选育、创新利用和推广提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料选自中国热带农业科学院试验场四队2009年7月定植的橡胶树品种比较试验区。试验区按改良对比法设计,以‘RRIM600’和‘热研73397’为对照,每个处理3次重复,每重复（小区）约60株,定植株行距为3.0 m×7.0 m。试验地管理措施按常规抚育管理进行,2019年开割,前2割年S/2 d3割制非刺激割胶。
以‘热试09-5’‘热试09-6’‘热试09-7’‘RRIM600’和‘热研73397’为试验材料,采用完全随机试验设计,每个品种选择15株生长正常的树,设3次重复,每个小区5株。因2020年上半年持续干旱,试验区割胶9月份才趋于正常,10月份连续阴雨,试验于11月在正常割胶情况下测定3刀。

1.2 方法

1.2.1 样品采集 每个参试品种割胶后,收集5~20 min流出的胶乳,将同一小区的5株树收集到的胶乳混合作为1个样品,冰浴后带回实验室进行生理参数的测定,待胶树停排后单株测量每割次的胶乳总产量。
1.2.2 排胶初速度和堵塞指数 测量割胶后0~ 5 min所排胶乳量计算各品种排胶初速度,以排胶初速度与总产量之比乘以100计算堵塞指数。
1.2.3 干胶含量 以品种为单位,采用标准法测定[22]。
1.2.4 刀次干胶产量 以每割次的干胶含量与胶乳总产量计算刀次干胶产量,各品种均以平均值计。
1.2.5 胶乳生理参数 胶乳中蔗糖（SUC）含量、硫醇（R-SH）含量、无机磷（Pi）含量、镁离子（Mg2+）含量等按常规方法测定[23,24]。

1.3 数据处理

采用Excel和Spss软件对试验数据进行方差分析和显著性分析。

2 结果与分析

2.1 干胶含量与刀次干胶产量

试验区第2割年,各参试品种产量情况见表1,‘热试09-5’平均刀次干胶52.6 g,与‘RRIM600’和‘热研73397’均相当,‘热试09-7’刀次干胶最低,与对照差异显著。在干胶含量上,‘热试09-7’最高,与‘RRIM600’差异显著。因11月份气温变化大,各刀之间产量水平也出现较大幅度的变化,但变化的趋势基本相同,品种间产量差异可能主要与品种特性有关。
表1 3个引进品种干胶含量与刀次干胶产量

Tab. 1 Dry rubber content and yield in three introduced clones

品种
Clones		 不同刀次干胶产量 Dry rubber yield per tapping/g 平均干胶含量
Average dry rubber content/%
1 2 3 平均 Mean
热试09-5 56.5±10.7b 59.4±1.4a 41.6±1.8b 52.6±9.6a 30.46±3.35ab
热试09-6 57.4±14.9b 39.0±6.9c 40.0±15.6b 45.4±10.2ab 32.20±2.37ab
热试09-7 30.8±8.9c 25.8±9.7d 18.7±3.1c 25.3±6.2b 33.97±1.68a
RRIM600 73.4±7.2ab 53.7±4.9ab 50.2±1.5ab 59.1±12.5a 28.59±1.97c
热研73397 79.8±12.5a 44.1±4.7bc 56.6±5.8a 60.1±18.0a 30.49±3.41ab

注：数据为平均值±标准差;不同小写字母表示方差分析达显著水平（P<0.05）。

Note: The data are mean±standard deviation; Different lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at 0.05 level.

2.2 排胶初速度和堵塞指数

排胶初速度的大小是影响产量高低的重要因素。试验结果表明（图1）,‘热研73397’产量最高,其排胶初速度也最快,而引进品种中‘热试09-5’‘热试09-6’与‘RRIM600’相当,‘热试09-7’排胶初速度最慢。堵塞指数反映排胶受阻,流速下降的程度。从表2可见,引进品种之间无差异;‘热试09-6’与‘热研73397’相当,与‘RRIM600’差异显著。
图1 3个引进品种不同刀次排胶初速度情况

不同小写字母表示方差分析达显著水平（P<0.05）。

Fig. 1 Initial flow rate of latex in three introduced clones

Different lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at 0.05 level.

表2 3个引进品种胶乳堵塞指数

Tab. 2 Plug index of latex in three introduced clones

品种
Clones		 刀次胶乳堵塞指数 Plug index per tapping/%
1 2 3 平均
Mean
热试09-5 1.69±0.32a 1.33±0.13b 1.61±0.09ab 1.54±0.18b
热试09-6 1.63±0.07a 1.67±0.19ab 1.61±0.02ab 1.64±0.03ab
热试09-7 1.64±0.53a 1.32±0.32b 1.46±0.26bc 1.47±0.16bc
RRIM600 1.08±0.05b 1.21±0.06b 1.31±0.05c 1.20±0.12c
热研73397 1.72±0.03a 2.10±0.51a 1.75±0.10a 1.86±0.21a

注：数据为平均值±标准差;不同小写字母表示方差分析达显著水平（P<0.05）。

Note: The data are mean±standard deviation; Different lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at 0.05 level.

表3 3个引进品种胶乳硫醇含量

Tab. 3 Thiol content of latex in three introduced clones

参数 Parameters 热试09-5 Reshi09-5 热试09-6 Reshi09-6 热试09-7 Reshi09-7 RRIM600 热研73397 Reyan73397
硫醇含量/(mmol·L-1) 1.25±0.14a 1.03±0.09ab 0.99±0.10ab 0.96±0.15b 1.04±0.18ab

注：数据为平均值±标准差;不同小写字母表示方差分析达显著水平（P<0.05）。

Note: The data are mean±standard deviation; Different lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at 0.05 level.

2.3 胶乳硫醇含量

胶乳中的硫醇主要是由半胱氨酸、甲硫氨酸和谷胱甘肽组成,是细胞质膜的保护剂;同时还可以作用一些关键酶,提高代谢活性,提高胶乳再生能力。含量高可以延长排胶时间,增加胶乳产量。含量过低可能造成非酶促保护系统能力的减弱,从而导致死皮。从各引进品种的硫醇含量看,基本都维持在一个较高水平,‘热试09-5’与‘RRIM600’存在显著差异,与‘热研73397’相当。

2.4 胶乳无机磷含量

无机磷与能量代谢密切相关,含量高可以增强胶乳代谢活性,同时有助于提高胶乳的稳定性。从图2可见,3个引进品种无机磷含量均比对照低,且与‘RRIM600’存在显著差异。‘热试09-5’含量最高,与‘热试09-6’和‘热试09-7’间均存在显著差异。
图2 3个引进品种胶乳无机磷、镁离子和蔗糖含量

不同小写字母表示方差分析达显著水平（P<0.05）。

Fig. 2 Latex physiological characteristics in three introduced clones

Different lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at the 0.05 level.

鉴于无机磷与能量代谢密切相关,乳管系统代谢较弱的胶乳无机磷含量较少;而受到较大强度割胶的乳管系统,其代谢活跃,因而无机磷含量也高。

2.5 胶乳镁离子含量

镁离子存在于胶乳黄色体中,黄色体大量破裂后,可以中和橡胶粒子表面负电荷,引起胶乳凝固。它是胶乳中ATP酶等的激活剂,也是酸性磷酸酶等的抑制剂。3个引进橡胶树品种的镁离子含量均比对照低,与‘热研73397’存在显著差异（图2）。

2.6 胶乳蔗糖含量

蔗糖是橡胶合成的原料,含量与胶树的产胶能力有关,是产胶潜力大小的重要指标。当蔗糖的生产率是橡胶合成的限制因子时,与产量之间呈正相关,当蔗糖的代谢利用率低而累积时,与产量呈负相关[11]。从图2可见,对照品种‘热研73397’蔗糖含量高于引进品种,存在显著差异。‘热试09-5’含量较‘热试09-7’低,但在干胶产量上却显著高出,可能存在‘热研09-7’糖降解速率低的情况,具体原因还需进一步验证。

2.7 胶乳各项生理参数与产量的相关性分析

统计分析各测定参数间的相关性,结果表明（表4）,干胶产量与排胶初速度呈显著正相关,与干胶含量呈显著负相关,与硫醇、无机磷、镁离子和蔗糖含量这几个生理参数均呈正相关,但相关性不显著。干胶含量与无机磷含量显著负相关,与排胶初速度负相关,干胶含量过高会引起排胶困难,从而影响干胶产量。
表4 干胶产量与各生理参数相关系数

Tab. 4 Coefficient of association latex yield with physiological characteristics

测定参数
Parameters		 干胶产量
Dry rubber yield		 干胶含量
Dry rubber content		 排胶初速度
Initial flow rate		 堵塞指数
Plug index		 硫醇含量
Thiol content		 无机磷含量
Phosphorus content		 镁离子含量
Mg2+ content
干胶含量 ‒0.919*
排胶初速度 0.907* ‒0.678
堵塞指数 0.097 0.294 0.503
硫醇含量 0.203 ‒0.115 0.287 0.279
无机磷含量 0.737 ‒0.880* 0.528 ‒0.335 0.014
镁离子含量 0.376 ‒0.252 0.500 0.338 ‒0.512 0.452
蔗糖含量 0.405 ‒0.115 0.661 0.703 ‒0.302 0.153 0.877

注：*表示显著相关（P<0.05）。

Note: * indicate significant correlation (P<0.05).

3 讨论

产量是橡胶树选育种的主要目标,排胶时间和两割次之间的胶乳再生能力与产量呈正相关,通过胶乳生理参数的测定,可为品种选育提供确切的依据[11]。1988年11月在法国巴黎召开的国际采胶-生理会上,审定通过了国际橡胶大会秘书长Allen起草的“橡胶树生理生化测试目录”,生理生化参数含破裂指数、胶乳离心和蔗糖含量等15个指标[25],并对各个参数的涵义进行了订正和阐述。为了在生产上操作方法简单,便捷、快速反映胶树的生理状况,人们挑选了胶乳总固形物含量或干胶含量、蔗糖含量、无机磷含量、镁离子含量、黄色体破裂指数、硫醇含量等6项参数;20世纪90年代初期,法国学者Gohet确定了总固形物含量或干含、蔗糖含量、无机磷含量、硫醇含量等4项生理参数作为指导采胶生产的指标,认为这4项生理参数与产量的关系简明,测定方便,并反映了胶树90%的生理信息,这一指标体系也一直延续使用至今,用于进行生产指导[26]。大量的研究结果表明,就胶乳的生理特性而言,优良品种具有排胶速度大、堵塞指数低、干胶含量高,蔗糖储备丰富,硫醇含量、蔗糖转化酶活性高等特性。而无机磷含量低,蔗糖含量高的品种多为代谢缓慢型。本研究中,测定了干胶含量、排胶初速度、堵塞指数和蔗糖含量等7项生理参数,结果显示,干胶产量与排胶初速度显著正相关,与硫醇、无机磷、镁离子和蔗糖含量正相关,并且各参数在不同品种间存在显著性差异,可作为区分其产排胶类型的依据。
‘RRIM600’是目前国内种植规模最大的引进品种之一,在我国天然橡胶产业发展中发挥着重要作用,也是橡胶树育种中重要的亲本和对照材料。‘热研73397’是我国自主选育的大规模种植品种,在品种特性上优于‘RRIM600’,也是橡胶树育种中的对照品种。关于这2个品种生理特性,国内外学者开展了大量的研究,也基本明确了其产排胶特性[7, 14, 27]。早在1986年,法国Jacob在分析确定各生理参数的基础上,深入研究不同品种产胶特性,认为‘RRIM600’糖和硫醇含量中等,属于均衡品种,可在一定限度内进行刺激,从而达到增产的目的。‘热研73397’硫醇和蔗糖含量较‘RRIM600’高,胶乳稳定性和胶乳再生能力好,其产胶性能优于‘RRIM600’,可适度刺激,刺激强度参考‘RRIM600’[28,29,30]。本研究结果与已研究结论一致,试验结果可作为参试品种产排胶特性评价的依据和参考。
胶乳生理参数受品种特性和环境条件多个因素的影响。本试验在树龄、割制、胶工技术和胶园管理等外部因素一致或基本一致的条件下,比较分析了3个引进品种及对照的7个胶乳生理参数,结果表明测定参数在各品种间存在显著性差异,品种特性明显。其中,‘热试09-5’干胶产量高,蔗糖含量和排胶初速度低于‘热研73397’,干胶含量、硫醇含量、无机磷含量差异不显著,初步认为该品种产胶潜力大,胶乳稳定性好,排胶快,糖利用率高,生理抗性与对照接近;与‘RRIM600’相比,‘热试09-6’干胶产量低但差异不显著,干胶含量和堵塞指数高,排胶初速度和蔗糖含量差异不显著,镁离子含量和无机磷含量低,初步认为该品种有较好的产胶潜力,但胶乳代谢强度低,可考虑通过刺激提高代谢强度以达到增产的目的;‘热试09-7’干胶产量较低,与‘RRIM600’相比,干胶含量、堵塞指数高,排胶初速度低,认为该品种排胶障碍,蔗糖含量与‘RRIM600’相当,说明糖的利用效率低,是否可以通过刺激割胶增加产量还需进一步的试验验证。

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