植物 hineseBulletinofBotany2015,50(1):133-141,www.chinbullbotany.com doi:103724/SPJ1259201500133 专题论坛 橡胶草的研究进展 仇键1,张继川3,罗世巧1,校现周1,王锋,张立群3,刘实忠12 中国热带农业科学院橡胶研究所,农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室,儋州571737 中国热带农业科学院湛江实验站,湛江524013;3先进弹性体研究中心,北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029 4山东玲珑轮胎有限公司,招远265406 摘要天然橡胶是一种不可替代的重要战略工业原料,用途广泛。巴西橡胶树作为天然橡胶的主要来源,受种植面积限制, 难以满足全球日益增长的对天然橡胶的需求。而南美叶疫病也是巴西橡胶树( Hevea brasiliensis))安全的潜在威胁。蒲公英 属产胶植物(橡胶草)最早发现于20世纪30年代,可产生高质量的天然橡胶,具有生长周期短、地理适应范围广、适合机械 化生产等特点,被认为是一种理想的产胶备选作物。该文从橡胶草种质资源、遗传改良、栽培技术及产胶生物学机制等方 面综述了国内外橡胶草的研究进展和存在的问题,并为我国开展橡胶草相关研究提出建议 关键词天然橡胶,俄罗斯蒲公英,短角蒲公英,种质资源,生物合成 仇键,张繼川,罗世巧,校现周,王锋,张立群,刘实忠(2015).橡胶草的研究进展.植物学报50,133-141. 天然橡胶是产胶植物中合成的聚异戊二烯高分等,2013),存在严重的天然橡胶战略物资安全隐患。 子化合物,与钢铁、石油、煤炭并称为四大工业原料,橡胶草原产于哈萨克斯坦和我国新疆天山山谷-特克 在军用、民用工业上都发挥了不可替代的作用。自然斯河流域,喜冷凉,在亚热带和温带也可生长,其根 界中,超过2500种植物能合成天然橡胶,但大多分中含有高质量天然橡胶289%-27.89%罗士苇等 子量太小,仅巴西橡胶树( Hevea brasiliaηsjs)、银色1951)。因此在我国广袤的北方地区种植橡胶草、发 橡胶菊(βarπiheη nium argentatum以及蒲公英属橡胶展蒲公英橡胶可能是保障我国天然橡胶战略物资安 草(包括俄罗斯蒲公英和短角蒲公英)可产生1000全的有效途径之一。在此背景下,本文综述了国内外 kDa以上的天然橡胶而具有应用价值。巴西橡胶树是橡胶草的硏究进展,并对存在的问题进行探讨,以期 目前唯一大面积商业化种植的产胶植物,主要分布于为我国蒲公英属橡胶草的研发提供参考 亚洲、非洲和南美等热带及亚热带地区,其中亚洲橡 胶产量占全球93%,而南美作为巴西橡胶树原产地,1橡胶草种质资源 受叶疫病影响,其产量仅占2%左右。近年来,由于天 然橡胶供不应求,石油资源(合成橡胶来源)日趋枯竭,11橡胶草种质资源定义 以及巴西橡胶树作为单一产胶植物可能面临的潜在橡胶草是我国对俄罗斯浦公英的俗称,由俄罗斯植物 威胁,例如南美叶疫病( van Beilen and Poirier,学家Rodn于1931年在哈斯克斯坦境内天山山谷中 2007a,2007b),使各国认识到发展巴西橡胶之外的发现,1934年正式定名为 Taraxacum koksaghyz 天然橡胶资源的重要性,相继启动了巴西橡胶树替代 Rodin。按照 Rodin的描述,俄罗斯蒲公英为菊科 产胶作物的研发,如美国 PENRA和欧盟 EU-PEAR- (Asteraceae)蒲公英属( Taraxacum)多年生宿根草本 LS项目。 植物,自交不亲和;其干根折断后有橡胶丝;叶肉质, 我国是世界上最大的橡胶产品消耗国,受国内橡略带蓝青色,叶缘无锯齿;花序总苞尖端有小角(图 胶树种植面积限制,天然橡胶自给率不足13(祁栋灵1)。近些年,由于对俄罗斯蒲公英的研究中断和认知 2013-11-29;接受日期:20140403 国家天然橡胶产业体系( No CARS-34GW7)、因家自然科学基金(No31400579)、海南省自然科学基金(No314139)和中国热 院橡胶研究所基本科研业务费专项(No.1630022013023) E-mail:Szlu@126.com植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2015, 50 (1): 133–141, www.chinbullbotany.com doi: 10.3724/SP.J.1259.2015.00133 —————————————————— 收稿日期: 2013-11-29; 接受日期: 2014-04-03 基金项目: 国家天然橡胶产业体系(No.CARS-34-GW7)、国家自然科学基金(No.31400579)、海南省自然科学基金(No.314139)和中国热 带农业科学院橡胶研究所基本科研业务费专项(No.1630022013023) * 通讯作者。E-mail: sz_liu@126.com 橡胶草的研究进展 仇键1 , 张继川3 , 罗世巧1 , 校现周1 , 王锋4 , 张立群3 , 刘实忠1, 2* 1 中国热带农业科学院橡胶研究所, 农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室, 儋州 571737 2 中国热带农业科学院湛江实验站, 湛江 524013; 3 先进弹性体研究中心, 北京化工大学材料科学与工程学院, 北京 100029 4 山东玲珑轮胎有限公司, 招远 265406 摘要 天然橡胶是一种不可替代的重要战略工业原料, 用途广泛。巴西橡胶树作为天然橡胶的主要来源, 受种植面积限制, 难以满足全球日益增长的对天然橡胶的需求。而南美叶疫病也是巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)安全的潜在威胁。蒲公英 属产胶植物(橡胶草)最早发现于20世纪30年代, 可产生高质量的天然橡胶, 具有生长周期短、地理适应范围广、适合机械 化生产等特点, 被认为是一种理想的产胶备选作物。该文从橡胶草种质资源、遗传改良、栽培技术及产胶生物学机制等方 面综述了国内外橡胶草的研究进展和存在的问题, 并为我国开展橡胶草相关研究提出建议。 关键词 天然橡胶, 俄罗斯蒲公英, 短角蒲公英, 种质资源, 生物合成 仇键, 张继川, 罗世巧, 校现周, 王锋, 张立群, 刘实忠 (2015). 橡胶草的研究进展. 植物学报 50, 133–141. 天然橡胶是产胶植物中合成的聚异戊二烯高分 子化合物, 与钢铁、石油、煤炭并称为四大工业原料, 在军用、民用工业上都发挥了不可替代的作用。自然 界中, 超过2 500种植物能合成天然橡胶, 但大多分 子量太小, 仅巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)、银色 橡胶菊(Parthenium argentatum)以及蒲公英属橡胶 草(包括俄罗斯蒲公英和短角蒲公英)可产生1 000 kDa以上的天然橡胶而具有应用价值。巴西橡胶树是 目前唯一大面积商业化种植的产胶植物, 主要分布于 亚洲、非洲和南美等热带及亚热带地区, 其中亚洲橡 胶产量占全球93%, 而南美作为巴西橡胶树原产地, 受叶疫病影响, 其产量仅占2%左右。近年来, 由于天 然橡胶供不应求, 石油资源(合成橡胶来源)日趋枯竭, 以及巴西橡胶树作为单一产胶植物可能面临的潜在 威胁, 例如南美叶疫病(van Beilen and Poirier, 2007a, 2007b), 使各国认识到发展巴西橡胶之外的 天然橡胶资源的重要性, 相继启动了巴西橡胶树替代 产胶作物的研发, 如美国PENRA和欧盟EU-PEAR￾LS项目。 我国是世界上最大的橡胶产品消耗国, 受国内橡 胶树种植面积限制, 天然橡胶自给率不足1/3(祁栋灵 等, 2013), 存在严重的天然橡胶战略物资安全隐患。 橡胶草原产于哈萨克斯坦和我国新疆天山山谷-特克 斯河流域, 喜冷凉, 在亚热带和温带也可生长, 其根 中含有高质量天然橡胶2.89%–27.89%(罗士苇等, 1951)。因此在我国广袤的北方地区种植橡胶草、发 展蒲公英橡胶可能是保障我国天然橡胶战略物资安 全的有效途径之一。在此背景下, 本文综述了国内外 橡胶草的研究进展, 并对存在的问题进行探讨, 以期 为我国蒲公英属橡胶草的研发提供参考。 1 橡胶草种质资源 1.1 橡胶草种质资源定义 橡胶草是我国对俄罗斯蒲公英的俗称, 由俄罗斯植物 学家Rodin于1931年在哈斯克斯坦境内天山山谷中 发现, 1934年正式定名为Taraxacum koksaghyz Rodin。按照Rodin的描述, 俄罗斯蒲公英为菊科 (Asteraceae)蒲公英属(Taraxacum)多年生宿根草本 植物, 自交不亲和; 其干根折断后有橡胶丝; 叶肉质, 略带蓝青色, 叶缘无锯齿; 花序总苞尖端有小角(图 1)。近些年, 由于对俄罗斯蒲公英的研究中断和认知 ·专题论坛·