植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控的研究進(jìn)展

彭勇 苗燕 方曉艾 田蘭婷 趙雪艷 蔡霞

摘 要 植物的乳汁具有重要的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。乳汁產(chǎn)生于植物中的一種分泌結(jié)構(gòu)，即乳汁管，故研究乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。本文主要綜述近年來與植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控方面相關(guān)的研究進(jìn)展，包括蛋白質(zhì)、基因、生態(tài)因子、割膠、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)以及物種基因型和植株發(fā)育階段對(duì)植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以期為更深入了解乳汁管的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及乳汁的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞 乳汁管;生長(zhǎng)發(fā)育;蛋白質(zhì);基因;生態(tài)因子

中圖分類號(hào) Q949.99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

乳汁管（Laticifer）是存在于許多植物中的一種分泌結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)或是由單個(gè)細(xì)胞形成的管狀結(jié)構(gòu)（無節(jié)乳汁管），或是由一系列相連接的細(xì)胞組成的管狀結(jié)構(gòu)（有節(jié)乳汁管）。自然界中大約有12 500種植物中存在乳汁管，而這些植物大約分屬22個(gè)科900個(gè)屬，大多數(shù)為雙子葉植物，只有少數(shù)為單子葉植物和蕨類植物[1]。

乳汁管的生物學(xué)功能很多，如具有貯藏和運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、吸收氧氣、調(diào)節(jié)水分平衡和保護(hù)植物體等作用[1-2]。其中，最重要的功能是保護(hù)作用，主要在于乳汁管具有完善的“凝血系統(tǒng)”，即在植物受到外界損傷后，乳汁管中流出的乳汁可以很快凝結(jié)成膠狀物質(zhì)并覆蓋創(chuàng)傷面，此外，乳汁細(xì)胞具有毒性，可以使植物免受外界真菌及其他生物的侵害。

乳汁管中的乳汁具有重要的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如罌粟（Papaver somniferum）的乳汁有麻醉止痛、催眠鎮(zhèn)痙、止瀉、止咳等功效[3];桑（Morus alba）的乳汁對(duì)部分細(xì)菌有明顯抑制作用，尤其對(duì)變形桿菌、鏈球菌、靈菌的抑制效果最佳[4];橡膠樹（Hevea brasiliensis）、橡膠草（Taraxacum kok-saghyz）和無花果（Ficus carica）的乳汁是生產(chǎn)天然橡膠的主要原料;產(chǎn)于熱帶美洲的山欖科植物人心果（Achras sapota）的乳汁可用于制作口香糖。

為此，探究乳汁管的生長(zhǎng)發(fā)育過程及調(diào)控就具有非常重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本文綜述了植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控的研究進(jìn)展，使人們更好地認(rèn)識(shí)植物乳汁管的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，為乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控以及植物乳汁的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

1 與乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的蛋白質(zhì)的研究

乳汁管中存在大量的乳汁，乳汁的成分極端復(fù)雜，在含乳汁成分的不同植物中以及在不同地點(diǎn)生長(zhǎng)的相同物種中，乳汁成分以及含量均有所差異。除含有50%～80%的水分外，還含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、激素、酶、蠟、淀粉、萜烯類物質(zhì)、揮發(fā)油、固醇、樟腦、結(jié)晶體、類胡蘿卜素、單寧、植物堿、鹽類、樹脂及橡膠等物質(zhì)。隨著二維凝膠電泳、多維液相色譜、質(zhì)譜、蛋白質(zhì)芯片和同位素標(biāo)記親和標(biāo)簽等技術(shù)的成熟，人們開始重視乳汁中蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，一些蛋白質(zhì)不僅在植物生長(zhǎng)發(fā)育及乳汁管的發(fā)育中有著重要作用，而且其中一些酶類還參與以上代謝產(chǎn)物的合成。

Nessler等[5]從罌粟的乳汁中，分離出一組特異的低分子量蛋白質(zhì)（大約20 ku），稱作主要乳汁蛋白（MLPs）。隨后，通過免疫印跡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這些主要乳汁蛋白主要存在于乳汁管部分，其他部位則不存在。MLPs可能包括L-3，4-二羥苯丙氨酸脫氫酶，此酶存在于乳汁上清液中，是生物堿合成過程中的關(guān)鍵酶[6]。Nawrot等[7]利用雙向電泳技術(shù)分離了白屈菜（Chelidonium majus）乳汁中的蛋白質(zhì)組分，并用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒別出了21種蛋白質(zhì)，其中包括：參與卡爾文循環(huán)的蛋白、與疾病防御相關(guān)的蛋白、核酸結(jié)合蛋白、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白等。Zhao等[8]采用SDS-PAGE電泳、雙向電泳以及質(zhì)譜分析技術(shù)對(duì)甘遂（Euphorbia kansui）乳汁中的蛋白組分進(jìn)行了分離和鑒別，共鑒別出了125種蛋白質(zhì)，按其功能分為3類：乳汁管發(fā)育相關(guān)蛋白、疾病和防御反應(yīng)相關(guān)蛋白以及參與細(xì)胞一般代謝的蛋白（新陳代謝、能量產(chǎn)生、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及次級(jí)代謝等），同時(shí)也成功檢測(cè)出了乳汁管在兩個(gè)不同發(fā)育階段的19種差異表達(dá)蛋白，并指出過氧化物酶、細(xì)胞色素P450單加氧酶超家族、脂肪氧合酶和多耐藥性蛋白ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族可能參與乳汁管發(fā)育、次生代謝物合成和運(yùn)輸。Damato等[9]通過組合式肽配體庫(kù)（CPLL）技術(shù)深入探索了橡膠樹乳汁的蛋白質(zhì)組，比常規(guī)方法多檢測(cè)出了64種低豐度的蛋白質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)了4種新的橡膠樹乳汁過敏原。

乳汁管中的許多蛋白質(zhì)與植物的防御系統(tǒng)息息相關(guān)。Obreg等[10]通過蛋白質(zhì)組學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)從馬利筋（Asclepias curassavica）乳汁中分離出兩種同工酶acⅠ和acⅡ，它們屬于半胱氨酸肽酶，這種酶在乳汁管的發(fā)育過程中起著降解蛋白質(zhì)的作用。同時(shí)，Shivaprasad等[11]證實(shí)，馬利筋乳汁中的半胱氨酸蛋白酶通過抑制纖維蛋白原的特異性裂解來影響凝血過程，從而達(dá)到止血的目的，這就解釋了為何人們可以使用某些植物的乳汁來對(duì)新傷口進(jìn)行止血的原因，同時(shí)也證明了植物可以憑借乳汁管的完善的“凝血系統(tǒng)”來避免外界病原菌感染。Ramos等[12]利用離子交換色譜和反相高效液相色譜技術(shù)從橡膠紫茉莉（Cryptostegia grandiflora）乳汁中純化出半胱氨酸肽酶，并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)半胱氨酸肽酶能與其他防御蛋白協(xié)同作用保護(hù)植物體免受病原體的侵襲。Kitajima等[13]指出桑乳汁管專門積累與生物脅迫相關(guān)的防御蛋白，如β-1，3-葡聚糖酶，哈茨木霉幾丁質(zhì)酶V， 滲調(diào)蛋白和凝集素等。

Chareonthiphakorn等[14]從橡膠樹乳汁中純化出煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-醌還原酶（NAD（P）H-QR），該酶可以降低對(duì)苯二酚的含量，從而維持膠狀乳汁的穩(wěn)定性。NAD（P）H-QR活性的高低可作為預(yù)測(cè)橡膠產(chǎn)量的一個(gè)指標(biāo)，以便在早期選擇優(yōu)勢(shì)幼苗來提高橡膠產(chǎn)量。在白屈菜的乳汁中也鑒別出了和NAD（P）H-QR活性類似的1，4-對(duì)苯醌還原酶[7]。

橡膠樹的乳汁中含有許多能將多種底物合成橡膠的酶類，其中羥甲基戊二酰輔酶A（HMG-CoA）還原酶是橡膠合成的關(guān)鍵酶[15]。Skrukrud[16]從續(xù)隨子（Euphorbia lathyris）的乳汁中分離出了HMG-CoA還原酶和HMG-CoA裂解酶，認(rèn)為HMG-CoA是將醋酸鹽轉(zhuǎn)化為三萜類化合物過程中的限速酶。

乳汁中的果膠酶和纖維素酶常與乳汁管的生長(zhǎng)和發(fā)育密切相關(guān)。Wilson等[17]從馬利筋乳汁中純化出果膠酶，指出該酶有溶解胞間層的作用，可能參與無節(jié)分枝乳汁管細(xì)胞的侵入生長(zhǎng)，并且通過松散細(xì)胞壁物質(zhì)而促進(jìn)乳汁管細(xì)胞延伸生長(zhǎng)。幾年后，Allen等[18]對(duì)夾竹桃（Nerium oleander）乳汁管中的果膠酶進(jìn)行了細(xì)胞化學(xué)定位，發(fā)現(xiàn)果膠酶定位在乳汁管細(xì)胞的中央液泡里，并且在乳汁管細(xì)胞和鄰近細(xì)胞的胞間層中也有少量果膠酶存在，從而證明果膠酶參與無節(jié)乳汁管細(xì)胞的侵入生長(zhǎng)。Sheldrake[19]發(fā)現(xiàn)有節(jié)乳汁管的乳汁中存在纖維素酶， 但無節(jié)乳汁管的乳汁中不存在該種酶，因此認(rèn)為在有節(jié)乳汁管分化過程中纖維素酶起著溶解端壁的作用。

甘遂乳汁管發(fā)育早期，其細(xì)胞質(zhì)濃厚，所含細(xì)胞器數(shù)量多且種類豐富，包括大量的核糖體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和質(zhì)體等。而在乳汁管發(fā)育末期，成熟的乳汁管中細(xì)胞器已經(jīng)無法區(qū)分，含有一個(gè)中央大液泡，其內(nèi)充滿了乳汁顆粒。并且，利用細(xì)胞化學(xué)和電子顯微技術(shù)在甘遂的乳汁管中發(fā)現(xiàn)酸性磷酸酶，該酶的反應(yīng)產(chǎn)物在中央大液泡的膜上以及線粒體和質(zhì)體周圍聚集成堆，而且在乳汁管發(fā)育晚期形成的小液泡也包含酸性磷酸酶的反應(yīng)產(chǎn)物。證明乳汁管分化過程中的細(xì)胞器的降解與酸性磷酸酶有關(guān)[20]。

2 與乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的基因研究

在乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因的研究方面，主要開展的是割膠及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)處理對(duì)植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)的影響。許多研究者利用RACE與RT-PCR等技術(shù)對(duì)乳汁管發(fā)育相關(guān)的基因進(jìn)行了克隆及表達(dá)分析。

Zhao等[21]克隆出在乳汁管中含量豐富的HblMYC1和HblMYC2，機(jī)械創(chuàng)傷和乙烯利顯著上調(diào)HblMYC1的表達(dá)，但對(duì)HblMYC2的表達(dá)作用很小;連續(xù)的割膠，顯著下調(diào)HblMYC2的表達(dá)，而上調(diào)HblMYC1的表達(dá);在用茉莉酸處理后，HblMYC2和HblMYC1的表達(dá)呈相互起伏的關(guān)系。Chen等[22]克隆出HbEREBP1基因，證明割膠和機(jī)械創(chuàng)傷會(huì)下調(diào)該基因的表達(dá)，認(rèn)為該基因是乳汁管中的負(fù)調(diào)節(jié)防御基因。Li等[23]從巴西橡膠樹中分離出3個(gè)MADS-box基因，分別稱作HbMADS1，HbMADS2和HbMADS3。在乳汁管細(xì)胞中，HbMADS1和HbMADS3的轉(zhuǎn)錄能被茉莉酸誘導(dǎo)，然而HbMADS2不能被誘導(dǎo)，推測(cè)它們可能對(duì)天然橡膠的生物合成和植株胚胎形成起重要作用。陳月異等[24]從巴西橡膠樹乳汁管中克隆出HbWRKY1基因，實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析表明，割膠和乙烯刺激顯著上調(diào)HbWRKY1基因的表達(dá)，但茉莉酸和機(jī)械傷害對(duì)HbWRKY1的表達(dá)沒有明顯影響，表明HbWRKY1可能在乙烯信號(hào)途徑對(duì)防衛(wèi)蛋白的調(diào)節(jié)中起重要作用。鄧治等[25]從橡膠樹中克隆出細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽（GSH）生物合成的限速酶—γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γGCS），得出健康橡膠樹膠乳中γGCS表達(dá)量高于死皮樹的結(jié)論，并認(rèn)為γGCS可能通過調(diào)控橡膠樹體內(nèi)GSH的含量來影響產(chǎn)膠和死皮。聶智毅等[26]克隆出ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HbGCN1，基因表達(dá)分析顯示，HbGCN1主要在橡膠樹樹皮及膠乳中表達(dá)，且在乙烯、茉莉酸或機(jī)械損傷誘導(dǎo)下上調(diào)表達(dá)，推測(cè)其可能與橡膠生物合成相關(guān)。邱瓊等[27]克隆出巴西橡膠樹HbNAC1基因，指出該基因在膠乳中的表達(dá)量較高，經(jīng)乙烯利刺激后其在膠乳中的表達(dá)量顯著增加。許慧敏[28]對(duì)該基因進(jìn)行半定量RT-PCR表達(dá)分析，結(jié)果表明HbNAC1基因的表達(dá)應(yīng)茉莉酸刺激而顯著上調(diào)，暗示HbNAC1基因可能是茉莉酸途徑中的關(guān)鍵信號(hào)分子，推測(cè)HbNAC1基因能誘導(dǎo)乳汁管的分化。

Sandeep等[29]克隆出巴西橡膠樹中的SRPP啟動(dòng)子后，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將SRPP啟動(dòng)子轉(zhuǎn)入短角蒲公英（Taraxacum brevicorniculatum）植株中進(jìn)行組織化學(xué)定位和表達(dá)分析，證明SRPP啟動(dòng)子主要誘導(dǎo)產(chǎn)乳汁組織中基因的表達(dá)，光照、割膠和低溫脅迫都對(duì)它的表達(dá)產(chǎn)生影響，是橡膠生物合成的關(guān)鍵基因。Qin等[30]在橡膠樹乳汁轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)和基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出5種HbROP（HbROP1-HbROP5）基因，實(shí)時(shí)定量PCR顯示5種HbROP基因在乳汁中高度表達(dá)，HbROP3和HbROP5與乳汁的再生和死皮病的發(fā)生相關(guān)，HbROP5還與細(xì)胞分裂素介導(dǎo)的信號(hào)途徑有關(guān)，可能參與乳汁管的分化和發(fā)育。

此外，還克隆出來一些與乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的基因，如HbMCS1[31]、HbSPS1[32]、HbSUT5[33]、HbHDT1[34]、HbSKP1[35]等，但這些基因在乳汁管分化及乳汁分泌上發(fā)揮的實(shí)際作用尚未被證實(shí)。

3 生態(tài)因子對(duì)植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控

生態(tài)因子是影響乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一。溫度和濕度不同，巴西橡膠樹的乳汁管分化和分布情況不同。趙中奇[36]對(duì)不同溫度、濕度條件下巴西橡膠樹乳汁管的列數(shù)進(jìn)行比較分析后指出，溫度和濕度的增加均有利于乳汁管的發(fā)育，高溫而無高濕不利于乳汁管發(fā)育。他還指出，同一株橡膠樹不同側(cè)面的乳汁管發(fā)育也有差異，通常在向陽(yáng)面乳汁管列數(shù)和密度較大，這可能與莖干韌皮部接受的日照強(qiáng)度和熱量有關(guān)。

緯度和海拔對(duì)乳汁管發(fā)育也有一定影響。種植在低緯度區(qū)與高緯度區(qū)的橡膠樹，不論是乳汁管列數(shù)、密度、口徑均隨緯度增加而減少，相反，緯度降低則列數(shù)、密度、口徑增加。因此，高緯度是乳汁管發(fā)育的限制因素。在同緯度不同海拔高度種植的橡膠樹，乳汁管列數(shù)、密度、口徑均隨著海拔升高而減少。因此，同緯度地區(qū)，海拔升高是乳汁管發(fā)育的限制因素[36]。

土壤類型和土壤中的營(yíng)養(yǎng)成份也嚴(yán)重影響乳汁管的分化。生長(zhǎng)在優(yōu)質(zhì)土壤中的橡膠樹每年增加的乳汁管列數(shù)明顯多于生長(zhǎng)在貧瘠土壤中的橡膠樹，施用適當(dāng)?shù)牡V質(zhì)元素，乳汁管形成的速率加快[37]。

某些化學(xué)元素缺乏也會(huì)對(duì)乳汁管的分化產(chǎn)生影響，當(dāng)K、S、N、Mg等元素缺乏時(shí)，乳汁管數(shù)目和直徑均減小;當(dāng)Fe、Ca元素缺乏時(shí)，乳汁管細(xì)胞數(shù)目增加而直徑減小[38]。

4 割膠對(duì)植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控

割膠能促進(jìn)天然橡膠的生物合成，是天然橡膠生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。郝秉中和吳繼林通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)割膠能夠促進(jìn)乳汁管分化[39]，后來他們把割膠的作用分解為機(jī)械損傷和排膠兩個(gè)方面，證明割膠促進(jìn)乳汁管分化主要是排膠的作用[40]。機(jī)械傷害可以誘導(dǎo)這些部位的維管形成層分化出次生乳汁管。排膠促進(jìn)乳管分化能夠解釋采膠生產(chǎn)中的若干現(xiàn)象，例如未達(dá)到割膠標(biāo)準(zhǔn)的幼樹預(yù)先割膠能使正式割膠時(shí)的產(chǎn)量顯著提高。于俊紅等[41]的實(shí)驗(yàn)顯示，割膠樹和未開割樹的有輸導(dǎo)功能的韌皮部的細(xì)胞層數(shù)沒有明顯差異，但割膠樹有輸導(dǎo)功能的韌皮部?jī)?nèi)乳汁管列數(shù)約為未割膠樹的2倍。因此，割膠顯著提高了維管形成層乳汁管的分化。

目前，割膠促進(jìn)乳汁管發(fā)育的分子機(jī)制還在探索中。Hao等[40]和楊署光等[42]均通過實(shí)驗(yàn)證明割膠誘導(dǎo)膠乳中內(nèi)源茉莉酸的生成，從而促進(jìn)乳汁管的分化。Tian等[43]證明割膠和機(jī)械損傷顯著上調(diào)HbJAZ1基因的表達(dá)，而這種基因能夠響應(yīng)乳汁管中的茉莉酸信號(hào)。

雖然割膠可以促進(jìn)乳汁管的發(fā)育，但割膠后乳汁管傷口堵塞物的形成又會(huì)降低排膠速度和產(chǎn)量，關(guān)于傷口堵塞物的主要成分目前尚在爭(zhēng)議之中，有人認(rèn)為是橡膠凝塊[44]，還有人認(rèn)為是“蛋白質(zhì)網(wǎng)” 和橡膠粒子聚集物[45]。史敏晶等[46]綜述了乳管傷口堵塞物形成的調(diào)節(jié)因子，包括膠乳的pH值、活性氧、活性氧清除系統(tǒng)和乙烯，是否有其他調(diào)節(jié)因子調(diào)控堵塞物的形成還有待研究。

5 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)植物乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控

利用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等化學(xué)調(diào)控技術(shù)調(diào)節(jié)橡膠樹的產(chǎn)膠和排膠過程，一直是橡膠生產(chǎn)和理論研究的重要內(nèi)容。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)能影響維管形成層的活動(dòng)，從而影響次生乳汁管組織的發(fā)育。目前，常被人用來探索乳汁管發(fā)育的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有IAA（吲哚-3-乙酸）、2，4-D（2，4-二氯苯氧乙酸）、GA3（赤霉素）、KT（激動(dòng)素）、乙烯和茉莉酸等。IAA能促進(jìn)再生樹皮中乳汁管列的增加但不影響韌皮部中乳汁管細(xì)胞所占的比例，而GA3和2，4-D則使乳汁管列比例下降[47-48]。

乙烯能促進(jìn)許多產(chǎn)乳汁植物分泌組織的分化，尤其是次生乳汁管，人們發(fā)現(xiàn)施用乙烯利能提高橡膠產(chǎn)量，其增產(chǎn)原因存在4種解釋：（1）乙烯利加速乳汁管細(xì)胞的糖酵解，使細(xì)胞質(zhì)堿化，促進(jìn)膠乳的代謝[49];（2）乙烯利能夠延長(zhǎng)排膠時(shí)間達(dá)到增產(chǎn)目的，但其通過何種機(jī)制延長(zhǎng)排膠時(shí)間尚無確切證據(jù)[46];（3）乙烯利誘導(dǎo)乳汁管產(chǎn)生愈傷反應(yīng)，使水分與養(yǎng)分向愈傷部位運(yùn)輸， 從而強(qiáng)化了產(chǎn)膠與排膠機(jī)能， 形成一個(gè)短暫的增產(chǎn)小高峰[50];（3）乙烯利解除膠乳合成過程中關(guān)鍵酶的基因的阻遏作用，使胞液糖酵解途徑激活，加快異戊二烯的合成[51]。橡膠樹施用乙烯利后，雖然有利于乳膠再生，但是也表現(xiàn)出一定程度的副作用。乙烯利刺激排膠的同時(shí)，也將乳汁管中的大量重要化學(xué)物質(zhì)排出，使乳汁管中的防御系統(tǒng)失衡，黃色體破裂，膠乳凝固，引起樹皮的局部衰老和死亡[52]。為此，發(fā)現(xiàn)新的生物產(chǎn)品或方法來代替乙烯利實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)還有待探索。

有報(bào)道稱茉莉酸及其前體物質(zhì)亞麻酸不僅能誘導(dǎo)橡膠樹幼苗次生乳汁管分化[40]，而且能促進(jìn)開割和未開割成齡橡膠樹乳汁管的分化[41]。劉慧芳等[53]研究了茉莉酸和其他激素對(duì)巴西橡膠樹乳管分化的協(xié)同作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一定濃度的茉莉酸和6-BA（6-芐基腺嘌呤）同時(shí)施用比單獨(dú)施用茉莉酸能誘導(dǎo)形成更多的次生乳汁管，而一定濃度的茉莉酸和脫落酸共施與單獨(dú)施用茉莉酸相比，誘導(dǎo)形成的次生乳汁管數(shù)目則減少。目前對(duì)茉莉酸調(diào)控橡膠樹乳汁管分化的分子機(jī)制依然不清楚，但已有人在基因水平上證實(shí)割膠后乳汁內(nèi)源茉莉酸含量顯著高于未開割樹[42]，并且通過篩選茉莉酸刺激乳汁管分化時(shí)期的橡膠樹樹皮組織cDNA差減文庫(kù)，獲得了4條與茉莉酸誘導(dǎo)乳管分化相關(guān)的AP2/EREBP家族轉(zhuǎn)錄因子基因的EST，隨后采用RACE法完整地克隆了這4 個(gè)AP2/EREBP基因，推測(cè)AP2/EREBP基因可能在茉莉酸誘導(dǎo)橡膠樹乳汁管分化過程中起著重要的調(diào)控作用[54]。

許多研究者使用不同種類和濃度的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)來進(jìn)行植物乳汁管的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)[55-57]，從而研究乳汁管的發(fā)育。Suri等[56]將白花牛角瓜（Calotropis procera）的種子處理后，在MS培養(yǎng)基中加入不同種類和濃度的激素進(jìn)行組織細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)乳汁管分化是一個(gè)依賴細(xì)胞分裂素的過程，KT比6-BA和2-IP（異戊烯酰嘌呤）促進(jìn)乳汁管分化的效果明顯，IAA比6-BA和NAA（萘乙酸）效果明顯，而2，4-D則抑制乳汁管的分化。當(dāng)配合使用KT和IAA后，培養(yǎng)基中乳汁管的分化達(dá)到了最大值。Post等[57]用乳汁管特異性的潮霉素抗性質(zhì)粒對(duì)短角蒲公英進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)化，然后懸浮培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞組織，誘導(dǎo)乳汁管特異生長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)用含有甲羥戊酸內(nèi)酯的培養(yǎng)基培養(yǎng)的愈傷組織中順式1，4-異戊二烯聚合物（天然橡膠的主要成分）的積累增加了17倍，說明甲羥戊酸內(nèi)酯對(duì)橡膠生物合成具有顯著的促進(jìn)作用。

植物乳汁管的生長(zhǎng)發(fā)育除了與蛋白質(zhì)、基因、生態(tài)因子、割膠和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)有關(guān)外，還與物種基因型和植株的發(fā)育階段有關(guān)。

Tan等[58]通過組織化學(xué)和免疫組織化學(xué)研究了巴西橡膠樹花藥愈傷組織培養(yǎng)過程中乳汁管的發(fā)生規(guī)律，證明愈傷組織中乳汁管細(xì)胞的發(fā)生頻率具有基因依賴性，與體細(xì)胞的胚胎發(fā)生能力呈負(fù)相關(guān)性。胚胎發(fā)生能力低的基因型能產(chǎn)生較多的乳汁管細(xì)胞，而且乳汁管簇僅在這些基因型中發(fā)現(xiàn)。李政等[59]比較二倍體與四倍體綠玉樹（Euphorbia tirucalli）乳汁管發(fā)育差異后指出，相同成熟度四倍體綠玉樹初級(jí)乳汁管的數(shù)量和直徑都較二倍體顯著減少。

乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育狀況隨植物體發(fā)育階段的變化而變化。實(shí)驗(yàn)表明，在橡膠樹的同一個(gè)無性系中，用處于幼態(tài)階段的材料繁殖的幼態(tài)無性系的產(chǎn)量明顯高于老態(tài)階段材料繁殖的老態(tài)無性系，膠乳的生理生化特性以及乳汁管列數(shù)都有差別[60]。乳汁管列數(shù)常常隨樹齡的增加而增加。在橡膠樹中，15齡之前的一些品系中乳汁管列數(shù)目與樹齡呈線性關(guān)系，但3齡之前，乳汁管數(shù)目較固定[61]。在綠玉樹中，隨著枝條不斷成熟木質(zhì)化，初級(jí)乳汁管直徑隨之增加，當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)不再增加，而是以不斷分枝的方式增加初級(jí)乳汁管的數(shù)量以減輕其承載的乳汁壓力[59]。

6 展望

乳汁管作為植物體的“血管”，吸收氧氣并儲(chǔ)藏和運(yùn)輸有機(jī)物，其作用堪比篩管和伴胞，對(duì)植物的作用不可小覷。如何像研究人類血管一樣開發(fā)植物體“血管”用于造福人類，是一項(xiàng)很有意義的工作。由于乳汁管細(xì)胞結(jié)構(gòu)特殊，其內(nèi)充滿乳汁，相互貫通形成管狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)貫穿植物體，這就給乳汁管細(xì)胞的分離造成了障礙。Tan等[58]通過培養(yǎng)花藥愈傷組織獲得的乳汁管的形態(tài)大多數(shù)為非延伸狀態(tài)，與植物中存在的乳汁管細(xì)胞形態(tài)不同，而且愈傷組織中的乳汁管細(xì)胞妨礙其體胚發(fā)生，如何解決這一矛盾而獲得離體培養(yǎng)的乳汁管就成了一個(gè)新的研究課題。目前與乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的多種蛋白質(zhì)已經(jīng)被分離和鑒定出來，在離體培養(yǎng)出與生活植物體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)一致的乳汁管的基礎(chǔ)上，研究這些蛋白質(zhì)的功能就更為簡(jiǎn)單。轉(zhuǎn)基因技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于研究植物的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控，但關(guān)于乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控的研究還較欠缺，這與產(chǎn)乳汁植物的生長(zhǎng)周期長(zhǎng)和基因組復(fù)雜有關(guān)。目前對(duì)乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控的研究主要集中在經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大且產(chǎn)乳汁量豐富的大戟科植物橡膠樹上，而關(guān)于其他產(chǎn)乳汁量小的植物的乳汁管發(fā)育的研究相對(duì)較少，這就降低了乳汁管生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律研究的普遍性，因此，探索其他植物乳汁管的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)對(duì)掌握植物的演化及發(fā)現(xiàn)其潛在應(yīng)用價(jià)值也具有重要意義。

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