论文标题：Photosynthesis and Latex Burst Characteristics in Different Varieties of Rubber Trees (Hevea brasiliensis) under Chilling Stress, Combing Bark Tensile Property and Chemical Component Analysis

论文链接：https://www.mdpi.com/1999-4907/15/8/1408

期刊名：Forests

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/forests

橡胶树（Hevea brasiliensis）是天然橡胶的主要来源，其原生地气候温暖湿润，所以它们对低温特别敏感。由于橡胶树经济生产部位的特殊性，在低温胁迫下，爆皮流胶对橡胶树造成严重的伤害。为建立幼龄与成龄橡胶树的相关性，并且为研究橡胶树爆皮流胶与抗寒机理提供新的视角，中国热带农业科学院安锋研究员研究团队在人工模拟低温胁迫下，对4个品种的1年生橡胶树幼苗的叶绿素含量、光合作用和叶绿素荧光参数进行了分析，并记录了其爆皮流胶特性。本研究确定了所选的4个橡胶树品种的耐寒性等级，测定了成龄树两年生枝条树皮的拉伸性能和化学成分，并分析了它们之间的关系，这些为低温诱导的泌蜜机制及其与橡胶树抗寒性的关系提供了新的见解。

研究过程与结果

研究团队选取了国家橡胶树种质资源圃内种植的一年生芽接橡胶树幼苗和成龄橡胶树（13龄）。所选橡胶树品种包括 PR107、RRIM600、Reken628和GT1。对生长状况基本一致的幼苗进行低温处理（16°C /4°C，白天/夜晚），光照周期为12小时，相对湿度为80%，光照强度为100μm m⁻² s⁻¹。在低温处理的第0、1、3和5天，测量同一蓬叶片的光合色素含量（Chl a、Chl b、T chl 和类胡萝卜素）、叶绿素荧光和光合作用参数。在低温处理期间每天观察橡胶树表型，并从出现爆皮流胶症状到处理结束记录爆皮流胶的情况。采集生长状况相似的健康两年生橡胶树枝条（每个品种5株），用于树皮拉伸性能和化学成分测定。作者采用隶属函数法和组合权重法对抗寒性等级进行综合分析。同时，对抗寒性、树皮化学成分和拉伸性能进行了相关性分析，以确定它们之间的相关性。

研究发现，低温胁迫下不同橡胶树品种叶片光合色素含量变化趋势不同（图1）。

图1. 低温胁迫下橡胶树叶片光合色素含量的变化。（A）叶绿素a含量。（B）叶绿素b含量。（C）叶绿素总含量。（D）类胡萝卜素含量。数据代表三次重复的平均值。误差棒表示标准误差。不同的小写字母表示不同品种橡胶树之间存在显著差异（Duncan’s单因素方差分析，p < 0.05）。

低温胁迫1d后，品种PR107、品种RRIM600、品种Reken628和品种GT1的Fv/Fm值与胁迫前相比分别上升了11.09%、4.04%、14.14%和13.72%，但各品种间差异并不显著（p < 0.05）（图2）。

图 2. 低温胁迫对橡胶树叶片叶绿素荧光参数的影响。（A）PSII最大光化学效率Fv/Fm。（B）PSII实际光化学效率ΦPSII。数据为平均值±SE（n = 3）。不同小写字母表示不同橡胶树品种之间存在显著差异（Duncan’s单因素方差分析，p < 0.05）。.

低温胁迫下，品种PR107、品种RRIM600、品种Reken628和品种GT1幼苗叶片的光合参数，包括净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）值均显著下降，但各参数的变化趋势不同（图3）。

图3. 低温胁迫对气体交换参数的影响。（A）光合速率表示为Pn；（B）气孔导度表示为Gs；（C）细胞间CO2浓度表示为Ci；（D）蒸腾速率表示为Tr。不同小写字母表示不同橡胶树品种之间存在显著差异（Duncan’s单因素方差分析，p < 0.05）。

橡胶树幼苗在低温胁迫3 d后不同部位出现爆皮流胶症状：叶柄（图4（A-1、A-2、B-1、C-1、D-1））、嫩茎（图4（B-2、C-2、C-3、D-2、D-3））及叶痕（图4（C-2））上渗出少量乳汁，叶片上出现黑斑（图4（B-3））。不同品种爆皮流胶表现存在差异，Reken628出现条带状流胶（图4（C-2）），且Reken628品种幼苗流胶总面积最大，流胶部位总数最多（表2）。有趣的是，除GT1品种外，其余所有品种的橡胶树幼苗的蜜腺都会随着寒冷胁迫持续时间的增加而分泌花蜜（图4（A-3、B-4、C-4））。

图 4. 不同橡胶树幼苗的爆皮流胶情况。（A-1–A-3）品种 PR107幼苗；（B-1–B-4）品种RRIM600幼苗；（C-1–C-4）品种Reken628幼苗；（D-1–D-3）品种GT1幼苗。

在测定的PR107 树皮样品、RRIM600树皮样品、Reken628 树皮样本和 GT1 树皮样品中，抗拉强度以品种GT1最高，品种PR107最低，品种RRIM600和品种Reken628均表现出中等抗拉强度，但仅品种PR107与品种GT1之间抗拉强度差异显著（p < 0.05）。不同品种树皮样品均发生了应变，且品种GT1树皮的应变大于其他品种树皮（图5）。

图 5. 不同品种两年生枝条树皮的应力-应变曲线。不同颜色分别代表不同样本的应力-应变曲线。（A）品种PR107；（B）品种RRIM600；（C）品种Reken628；（D）品种GT1。

抗寒性与纤维素含量和酸不溶性木质素含量呈极显著（p < 0.001）负相关；爆皮流胶总面积与综纤维素含量和最大拉伸载荷呈极显著（p < 0.001）正相关；最大载荷与综纤维素呈极显著（p < 0.001）正相关。断裂点位移和断裂点伸长率间呈极显著（p < 0.001）正相关；此外，纤维素和酸不溶性木质素含量之间也存在极显著（p < 0.001）的相关性（图6）。

图6. 不同橡胶树品种低温胁迫下幼苗爆皮流胶破裂、树皮拉伸性能及化学成分与抗寒性的相关性分析。CR，抗寒性；TALB，爆皮流胶总面积；TLBP，爆皮流胶总位置数；BT，树皮厚度；ML，最大载荷；TS，拉伸强度；DBP，断裂点位移；EBP，断裂点伸长率；YM，杨氏模量；PC，果胶含量；CC，纤维素含量；AILC，酸不溶性木质素含量；HOC，综纤维素含量。圆圈越大，颜色越深，相关系数越大。红色表示正相关，蓝色表示负相关。

研究总结

研究结果表明，低温胁迫导致一年生橡胶树幼苗的爆皮流胶和泌蜜存在显著差异。抗寒性和爆皮流胶症状与每个品种对应的两年生枝条树皮的化学成分具有相关性。此外，爆皮流胶与树皮的拉伸性能也具有相关性，这是通过对实验数据的多变量分析确定的。这些发现表明，化学成分和生物物理特性在抗寒性和爆皮流胶特性中发挥作用。