不同種質非刺激割制下膠乳總蛋白質年度變化

曾霞 周世俊 涂敏 胡彥師

摘? 要：膠乳中的蛋白質對橡膠生物合成、膠乳穩定性和加工性能等方面有重要影響，但總蛋白質含量在不同種質間的差異及其年度變化未有系統研究。本研究以國家橡膠樹種質資源圃種植的少花橡膠、光亮橡膠、巴西橡膠野生種和栽培種共13份種質為對象，于2018—2019年對總蛋白質含量及其年度變化進行分析研究。結果表明：膠乳總蛋白質含量為0.147～0.174 g/kg，在種質間的差異達到極顯著水平。根據總蛋白質含量水平，可初步分為3類，大于0.17 g/kg的高蛋白質含量類，低于0.15 g/kg的低蛋白質含量類和蛋白質含量為0.15～0.17 g/kg的中間類型?？偟鞍踪|含量在父/母本與子代間也可很好地區分，適合作為膠乳特性指標。總蛋白質含量5月下旬下降，11月中旬上升，其他時間則差異不顯著。膠乳總蛋白質含量可采取每月下旬或代表性月份6月、8月、10月測定。干總比大多為89%～97%，年度變化上呈現逐步下降的趨勢，有2個低凹期，即5月下旬和10—11月，間接反映這2個時期非膠組分較高，推測5月下旬和10月份非膠組分的上升與總蛋白質無關。

關鍵詞：橡膠樹;種質;膠乳;總蛋白質含量;年度變化

中圖分類號：S794.1????? 文獻標識碼：A

Difference and Annual Change of Latex Total Protein Content in Hevea Germplasm under Non-stimulated Tapping System

ZENG Xia1，2， ZHOU Shijun2， TU Min1，2， HU Yanshi1，2

1. Rubber Research Institute， CATAS， Haikou， Hainan 571101， China; 2. National Rubber Tree Germplasm Repository， Danzhou， Hainan 571737， China

Abstract： Protein in the latex has an important effect on the rubber biosynthesis， latex stability， properties of NR and etc.. The difference of latex total protein content （LTPC） among germplasm and the annual changes has not been systematically studied. In this study， 13 germplasms planted in the National Rubber Tree Germplasm Repository， including Hevea pauciflora， Hevea nitida and Hevea brasiliensis， were used to investigate the difference of LTPC and annual changes in 2018—2019. It was found the LTPC of 13 germplasms was between 0.147-0.174 g/kg， reaching a significant difference （P<0.01）. It could be divided into three categories， the high LTPC category with more than 0.17 g/kg， the low with less than 0.15 g/kg and the intermediate between 0.15-0.17 g/kg. LTPC was also well distinguished among sibling lines and the parents， which could be used as the characteristic index of latex. LTPC decreased in late-May and increased in mid-November. Except that， there was no significant difference. LTPC could be measured in the last ten days of each month or in the representative month of June， August and October. DRC/TSC was mostly between 89% and 97%， and decreased gradually within the year. There were two trough， i.e. late-May and October-November， which indicated that the non-rubber components were higher. It was speculated that the non-rubber components in late-May and October had nothing to do with protein.

Keywords： Hevea; germplasm; latex; total protein content; annual change

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.012

天然橡膠99%來源于巴西橡膠樹所產膠乳[1]。膠乳是一個復雜的膠體系統，除了水和20%～50%的橡膠烴以外，還含有5%～8%的非膠組分，包括蛋白質、類脂物、水溶物、丙酮溶物、無機鹽等[2]。其中蛋白質是其中重要的非膠組分，研究其含量及其變化具有重要的現實意義。蛋白質約占膠乳的1%～2%[3]，其中約27.2%分布于橡膠粒子表面，47.5%分布于C-乳清，25.3%分布于膠乳底層部分[4]。蛋白質在膠乳生理生化活動發揮重要作用，與橡膠分子鏈合成、細胞代謝、生物防御等密切相關[5]，維持著膠乳穩定性[6]，并且是天然橡膠的天然防老劑，其分解產物堿性氨基酸能有效促進橡膠的硫化交聯，提高橡膠的硫化交聯密度，提高定伸應力[7-10]。Bowler[11]研究發現橡膠粒子表面的蛋白質有多種類型，且含量因品系而不同。馬來西亞橡膠研究院Tata等[12]1964年利用淀粉凝膠電泳對RRIM501、GT1、Tjir1和Pil A44的C-乳清進行研究，發現22個蛋白質條帶，4個品種在譜帶上差異很小，且同一品種季節變化上沒有差異。Yeang等[13]1977年發現C-乳清堿性pH下有26條蛋白帶，酸性pH下有15條蛋白，但在研究的5個品種Tjir1、PR107、GT1、PB86和BR2之間沒有顯著差異。呂飛杰等[14]1986年利用紅外光譜對PR107、PB86、GT1、海墾1和實生樹經丙酮和水抽提后的橡膠樣品研究發現，蛋白質含量在不同品種間有差異。蛋白質在膠乳中的作用獨特，以往僅對膠乳各部分的蛋白質含量進行研究，且沒有針對周年開展總蛋白質含量及其年度變化研究，且品種立地條件不盡一致。本研究對同一地塊，種植年份、撫管和采膠管理一致、不同來源的13份橡膠樹種質原生膠乳中總蛋白質含量及其年度變化進行研究，探討不同種質總蛋白質含量變化規律以及遺傳特性，以期為優異種質挖掘，優良新品種選育和天然橡膠加工等提供參考和依據。

1? 材料與方法

1.1? 材料

試驗材料為中國熱帶農業科學院試驗場三隊國家橡膠樹種質資源圃鑒定評價基地2007年定植的種質。參試種質13份，每份種質種植5株，株行距3.0 m×6.0 m。這些種質種植集中、連片，具有較好的氣候、土壤均一性，且由同一膠工割膠，撫管、采割條件基本一致。13份種質中（表1），有橡膠樹屬的3個種，即少花橡膠、光亮橡膠和巴西橡膠，其中巴西橡膠選擇了3份野生種和8份栽培種，AC/F/6B 40/110等3份野生種質為國際橡膠研究與發展委員會（IRRDB）1981年在亞馬遜流域采集[15]。

1.2? 方法

1.2.1? 采樣? 種質資源圃鑒定評價基地2018年全面開割，采用1刀/4 d割制，不進行刺激。2018— 2019年割膠期間進行采樣，每月上、中、下旬根據天氣情況采樣。每份種質采樣時，對5株樹的膠乳混合后取樣。

1.2.2? 膠乳干總比的測定? 向平底皿加入約5.00 g膠乳（稱重，精確至0.01 g）（M0）。輕輕轉動培養皿，使里面的膠乳均勻覆蓋皿底，室溫下抽濕干燥，至完全干透稱重（M1）。通過M1/M0計算總固形物含量。

向平底皿加入約5.00 g膠乳（稱重，精確至0.01 g）（M0）。取足量2%（質量百分比）醋酸加入，輕輕轉動培養皿混勻后靜置。待凝固后取出凝塊壓薄，流水漂洗5 min，靜止30 min，反復3次，滴水后放入（70±2）℃烘箱中干燥，至完全干透稱重（M2）。通過M2/M0計算干膠含量。通過M2/M1計算干總比。

1.2.3? 膠乳總蛋白質的測定? 使用凱氏定氮儀，按照《天然生膠和天然膠乳氮含量的測定》（GB/T 8088—2008）[16]測定樣品中的總N含量，再乘以16%計算總蛋白質含量。

1.3? 數據處理

使用Excel 2016和SPSS V.20.0.0軟件進行數據處理與分析。

2? 結果與分析

2.1? 種質膠乳總蛋白質含量測試結果

2018—2019年測定結果顯示，13份種質膠乳總蛋白質含量為0.147～0.174 g/kg，變異系數4.5%～10.8%（表2）。種質間總蛋白質含量的差異達到極顯著水平，總體上野生種質和栽培種質差異不大。來源于同一個州的AC/F/6B 40/110、AC/ S/1242/543、AC/S/11 41/298相互間有一定差異。同胞品系‘熱研7-33-97和‘熱研7-20-59間達到顯著差異，二者與母本‘RRIM600間達到極顯著差異，‘熱研7-33-97與父本‘PR107間也達到極顯著差異。同胞品系‘云研77-2和‘云研77-4較為接近，但二者與母本‘GT1間也達到極顯著差異。熱研217與父本‘PR107間也達到極顯著差異。根據13份種質總蛋白質含量水平，可初步分為3類，第1類是高蛋白質含量，大于0.17 g/kg，如熱研217;第2類是低蛋白質含量，小于0.15 g/kg，如RRIM600和AC/S/12 42/543;第3類屬于中間類型，蛋白質含量為0.15～ 0.17 g/kg。

2.2? 膠乳總蛋白質含量年度變化

從2018—2019年連續2年測定結果看，除5月下旬和11月中旬外，其他時間總蛋白質含量差異不顯著。5月下旬較5月中旬下降11.4%左右，6月上旬則快速恢復到5月中旬的水平。11月上旬總蛋白質含量較10月上升約2.37%，11月中旬在此基礎繼續上升約9.16%，11月下旬略有下降，12月上旬恢復到10月下旬的水平（表3）。

總蛋白質含量前期變化在8月以前與總固形物含量、干膠含量吻合，但8月下旬后總固形物含量和干膠含量隨著割膠時間的延長，呈不斷下降的趨勢。相關性分析結果表明（圖1），總蛋白質含量與總固形物含量、干膠含量間的相關性達到極顯著，相關系數分別為0.795和0.794（P<0.01）。

2.3? 干總比年度變化

13份種質的干總比年度變化大多為89%～97%，年度變化上呈現逐步下降的趨勢，有2個低凹期，一是在5月下旬，二是在10—11月（圖2）。

2.4? 總蛋白質含量測試時期分析

對膠乳總蛋白質代表性月份每旬測產1次，割膠期每月測定1次與全年測定結果進行相關性分析。從表4可看出，代表性月份每旬測產1次，割膠期每月測定1次與全年測定結果均達到極顯著相關，其中6、8、10月或每月下旬的測定平均值相關系數達到0.96以上。

3? 討論

3.1? 總蛋白質作為膠乳特性指標的可行性

膠乳總蛋白質含量一般為1%～2%。本研究中的13份種質2018—2019年含量也在這個范圍，不同種質總蛋白質含量呈現出顯著性差異。父母本和同胞品系間也可進行區分，說明總蛋白質含量適合作為膠乳遺傳指標。通過‘RRIM600בPR107和‘GT1בPR1072個組合來看，其2個子代的總蛋白質含量或均高于父/母本，或低于父/母本，說明總蛋白質含量高低可能可以通過選育種進行定向選擇。但本研究中雜交組合的子代范圍較小，對總蛋白質可能的遺傳效應和變異情況還有待于進一步擴大遺傳群體進行研究和驗證。

3.2? 總蛋白質含量與膠樹生理變化的相關性

本研究發現總蛋白質含量全年總體呈現一種平穩的態勢，僅在5月下旬和10月中旬有明顯的變化。5月下旬的下降在2018年和2019年均有出現，這可能與開割后5月份迎來第一個產量小高峰，此外為6月份第2蓬葉生長、夏花和春果生長提供利用，蛋白質耗損較多，因此含量迅速下降?；诘鞍踪|是膠乳中重要的代謝促進劑，其后含量保持一個穩定水平，以維持正常的生理狀態。11月中旬總蛋白質含量的上升只是在2019年出現，而2018年則表現平穩，2019年11月4日起海南儋州地區夜間溫度為17～19 ℃，12月1日夜間溫度跌破15 ℃，所在區域全面停割。而2018年11月21日起夜間溫度才低于20 ℃，大多保持在19 ℃，11月底氣溫又回升至20 ℃以上。從2 a天氣情況對比看，總蛋白質含量的突然上升可能與膠樹對低溫應激性存在關聯。未來有必要對冬季前后蛋白水平及其代謝作進一步研究，進一步明確橡膠樹抗寒的生理生化應激機制。

3.3? 總蛋白質測試時間的改進

一直以來，在橡膠樹產量、總固形物含量和干膠含量的測定上除了全年測產，還有通過每月測定，5、7、10月3個月或者6、8、10月3個月進行測定，在代表月份可選擇每割次測，或是每旬測產1～2次[17]。本研究對總蛋白質含量測定的時間也進行了探討，發現也可采用類似的測定，以每月下旬或代表性月份6月、8月、10月為佳。

從本研究結果看，部分種質的總蛋白質含量在年度間也存在一定變異，這可能與樹齡及氣候相關。未來在種質評價中，還需要延續性研究不同年份的總蛋白質含量變化趨勢，明確種質鑒定時間和年限，對鑒定地點和割膠制度也不能忽視，避免測試結果無法相互比較和分析的問題。

3.4? 蛋白質含量與天然橡膠加工的相關性

天然橡膠通用性能等較合成橡膠優秀，其中一個重要原因是天然橡膠具有較寬的分子量分布[18]，另一方面與天然橡膠中含有種類多樣的非膠組分有關[7-10]。干總比可間接反映膠乳非膠組分含量的高低，本研究的年度干總比分析發現5月下旬和10—11月干總比較低，尤其是在10—11月份，反映了這個時間段的非膠組分含量較高。高端用膠中有“掐頭去尾”的說法，這與其中的非膠組分可能存在重要關聯。而本研究發現總蛋白質在5月下旬下降，11月份上升，其他時間則比較穩定，說明了非膠組分的5月下旬和10月份的上升與總蛋白質無關，而受蛋白以外其他非膠組分影響。對于低蛋白天然橡膠加工，可以選用RRIM600等低蛋白質含量的品種，另外應盡量避免使用11月份的膠乳初產品，尤其是當年有低溫影響。

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責任編輯：黃東杰