知识速递 | 巴西橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒径差异分析
栏目:协会新闻 发布时间:2026-09-11
在天然橡胶胶乳中,橡胶粒子(Rubber Particles, RPs)是最基本的分散单元。国家橡胶种质资源圃中的野生种质与栽培品种在这一指标上有何差异?海南大学热带农林学院与中国热带农业科学院橡胶研究所研究团队在《热带作物学报》发表的研究论文给出了

在天然橡胶胶乳中,橡胶粒子(Rubber Particles, RPs)是最基本的分散单元。国家橡胶种质资源圃中的野生种质与栽培品种在这一指标上有何差异?海南大学热带农林学院与中国热带农业科学院橡胶研究所研究团队在《热带作物学报》发表的研究论文给出了答案。

一、为何要关注“橡胶粒子”的大小?

橡胶粒径大小的差异不仅影响橡胶烃的合成效率,更直接决定了橡胶在加工时的流变行为、熔体黏度以及最终硫化胶的力学性能。在天然橡胶的生物合成中,橡胶粒子依据粒径通常分为小橡胶粒子(SRPs,约0.01-0.2μm)与大橡胶粒子(LRPs,约0.2-3μm)。

研究证实,SRPs通常富含高分子量且近似线性的橡胶分子,在基体中形成致密的分散体,从而提高了材料的拉伸强度和热机械稳定性,但这种高分子量的线性链也会导致其熔体黏度增加,不利于加工。LRPs则倾向于包含低分子量、结构更为分支的分子链,分支结构和低分子量链段使其熔体黏度降低,流动性更好,易于加工成型,并且在低温条件下表现出更好的柔韧性。

二、核心发现:栽培品种粒径小于野生种质

实验材料选取中国热带农业科学院橡胶研究所国家橡胶树种质资源圃鉴定评价基地定植的橡胶树种质(2007年定植),分别包含野生种质33份,栽培品种64份(表1)。


表1  橡胶树野生种质和栽培品种名单

知识速递 | 巴西橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒径差异分析(图1)


(1)平均体积特征分析

野生种质的橡胶粒子体积平均径高于栽培品种。野生种质间橡胶粒子平均体积径存在显著差异,变化范围为0.86-1.42μm,其中XJ001337和XJ001981的平均粒径体积最大,且显著大于野生群体中粒径较小的11份种质。栽培品种间橡胶粒子体积平均径同样存在显著差异,变化范围为0.55-1.08μm,其中红星1和AV385的平均粒径体积最大,且显著大于栽培群体中粒径较小的10份品种,火星72-5为全部供试材料中的粒径最小的品种。


知识速递 | 巴西橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒径差异分析(图2)

图 1 橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒子体积平均径比较 注:A. 33 份野生种质(XJ 系列)和 64 份栽培品种;误差棒表示重复实验的标准差 B. 33 份野生种质粒径峰型分布;C. 64 份栽培品种粒径峰型分布。

两类种质的橡胶粒子体积平均径均呈现典型的单峰右偏分布,表明大多数橡胶粒子的体积集中在较小的区间内,少数粒子体积较大,符合橡胶粒子生物合成与逐步生长的基本规律。

(2)平均面积特征分析

野生种质的橡胶粒子面积平均径整体高于栽培品种。野生种质间橡胶粒子面积平均径存在显著差异,变化范围为0.58-1.26μm。其中XJ001337和XJ001981的平均粒径最大,且显著大于野生群体中粒径较小的11份种质。栽培品种间橡胶粒子面积平均径同样存在显著差异,变化范围为0.41-0.83μm。其中红星1和KRS46的平均粒径最大,且显著大于栽培群体中粒径较小的10份品种,火星72-5为全部供试种质中的面积平均径最小的品种。


知识速递 | 巴西橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒径差异分析(图3)

图 2 橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒子面积平均径比较  注:A. 33 份野生种质(YS 系列)和 64 份栽培品种(ZP 系列);误差棒表示重复实验的标准差;B. 33 份野生种质粒径峰型分布;C. 64 份栽培品种粒径峰型分布。

两类种质的橡胶粒子面积平均径均呈现典型的单峰右偏分布,表明大多数橡胶粒子的面积集中在较小区间,少数粒子面积较大,符合橡胶粒子逐步生长的生物合成基本规律。

(3)平均长度特征分析

野生种质的橡胶粒子长度平均径整体高于栽培品种。野生种质间橡胶粒子长度平均径存在显著差异,变化范围为0.42-1.01μm。其中XJ001337和XJ001981的平均粒径最大,且显著大于野生群体中粒径较小的11份种质。栽培品种间橡胶粒子长度平均径同样存在显著差异,变化范围为0.32-0.54μm。其中红星1和KRS46为栽培群体中长度平均径最高的两份材料,且显著大于栽培群体中粒径较小的10份品种,火星72-5为全部供试种质中的长度平均径最小的品种。


知识速递 | 巴西橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒径差异分析(图4)

图 3 橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒子长度平均径比较  注:A. 33 份野生种质(XJ 系列)和 64 份栽培品种;误差棒表示重复实验的标准差;B. 33 份野生种质粒径峰型分布;C. 64 份栽培品种粒径峰型分布。

两类种质的橡胶粒子长度平均径均呈现典型的单峰右偏分布,表明大多数橡胶粒子的长度集中在较小区间,少数粒子长度较大,与橡胶粒子逐步生长的生物合成规律一致。

(4)平均个数特征分析

野生种质的橡胶粒子个数平均粒径整体高于栽培品种。野生种质间橡胶粒子个数平均径存在显著差异,变化范围为0.26-0.75μm。其中XJ005636和XJ001337的平均粒径最大,且显著大于野生群体中粒径较小的11份种质。栽培品种间橡胶粒子个数平均径同样存在显著差异,变化范围为0.24-0.33μm。其中红星1和KRS46的平均粒径最大,且显著大于栽培群体中粒径较小的10份品种,火星72-5为全部供试种质中的个数平均径最小的品种。


知识速递 | 巴西橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒径差异分析(图5)

图 4. 橡胶树野生种质与栽培品种橡胶粒子个数平均径比较  注:A. 33 份野生种质(XJ 系列)和 64 份栽培品种;误差棒表示重复实验的标准差;B. 33 份野生种质粒径峰型分布;C. 64 份栽培品种粒径峰型分布。

两类种质的橡胶粒子长度均呈现典型的单峰右偏分布,表明大多数橡胶粒子的长度集中在较小区间,少数粒子长度较大,与橡胶粒子逐步生长的生物合成规律一致。

三、结果讨论:宝贵的特异性种质资源

该研究明确的粒径差异规律,为巴西橡胶树的种质资源利用与品质改良提供了精准方向。栽培品种整体偏小的粒径特征,可为高交联密度、高弹性橡胶制品的品种选育提供材料基础,其中火星72-5作为现有栽培品种中粒径最小的材料,可作为栽培种内小粒径性状改良的核心亲本。而野生种质独特的大粒径特征,是宝贵的特异性种质资源,其中XJ001337、XJ001981、XJ005636作为核心大粒径野生种质,在多个粒径指标上均表现突出。

在育种实践中,可将平均粒径、粒径分布范围等指标作为品质筛选的关键表型性状,结合分子标记辅助选择技术,定向培育粒径特征优化的优良品种。

四、展望未来:迈向分子辅助育种

该研究虽揭示了野生种质和栽培品种的粒径差异特征,后续仍可从分子机制与产业应用两个方向深入拓展。一方面,可结合转录组、基因组学技术,挖掘调控橡胶粒子大小的关键功能基因,解析粒径大小形成的分子调控网络,为分子辅助育种提供基因靶点。另一方面,可系统开展粒径大小差异与橡胶交联密度、热稳定性、加工性能等终端品质的关联研究,建立基于粒径大小参数的橡胶品质预测模型,实现表型筛选与产业应用的精准衔接。

相关研究成果发表于《热带作物学报》。海南大学热带农林学院黄瑞欣硕士研究生为论文第一作者,中国热带农业科学院橡胶研究所曾霞为论文通信作者。该研究得到了海南省科技人才创新项目“橡胶树种质资源胶乳品质特性精准鉴定与评价”、国家重点研发计划项目、国家科技资源共享服务平台—国家热带植物种质资源库等资助。

(来源:热带作物学报)



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