转基因银胶菊（Parthenium argentatum Gray）中瓜玉灵含量的抑制研究：为低致敏性橡胶生产带来新突破

《Discover Plants》：Suppression of guayulin content in transgenic guayule (Parthenium argentatum Gray)

研究人员为提高银胶菊橡胶产量，研究转基因素对瓜玉灵（Guayulin A & B）含量的影响，发现部分基因可降低其含量，有助于保障工人健康。

　　银胶菊，这种原产于墨西哥中北部奇瓦瓦沙漠和美国得克萨斯州西南部的多年生灌木，正逐渐走进人们的视野。它是一种优质的可再生天然橡胶或乳胶来源，与传统的巴西橡胶树（Hevea brasiliensis Müll. Arg.）相比，银胶菊橡胶具有低致敏性的优势，这使其在医疗等对橡胶过敏人群敏感的领域有着巨大的应用潜力。然而，银胶菊的种植和利用并非一帆风顺。一方面，其橡胶生产成本较高，限制了它在市场上的推广；另一方面，银胶菊中含有一些特殊成分，比如瓜玉灵 A（Guayulin A）和瓜玉灵 B（Guayulin B），这些成分虽然在橡胶合成和植物自身生理过程中可能扮演着重要角色，但瓜玉灵 A 被报道可能是一种接触过敏原，这一特性给银胶菊的加工和利用带来了潜在风险。为了解决这些问题，来自美国多所高校及研究机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Discover Plants》上。

研究人员为了探究转基因素对银胶菊中瓜玉灵含量的影响，开展了一系列实验。在实验过程中，他们运用了多种关键技术方法。首先，利用农杆菌介导的转化技术，将法呢基焦磷酸合酶（Farnesyl pyrophosphate synthase，FPPS）、香叶基香叶基焦磷酸合酶（Geranylgeranyl pyrophosphate synthase，GGPPS）和六庚基焦磷酸合酶（Hexa-heptaprenyl pyrophosphate synthase，H-HPPS）这三种基因导入银胶菊基因组。接着，通过植物组织培养技术获得转基因植株，并将其种植在亚利桑那大学马里科帕农业中心进行田间试验。在植株生长过程中，研究人员定期采集样本，运用高效液相色谱（HPLC）技术对瓜玉灵 A 和瓜玉灵 B 的含量进行精准测定，同时还进行了 prenyl transferase assays 以检测相关酶的活性。

研究结果显示，在不同的银胶菊品系中，瓜玉灵 A 和瓜玉灵 B 的含量呈现出不同的变化趋势。在 AZ-101 品系中，瓜玉灵 A 水平在 5 月往往较高，但在转基因植株中，其含量在两年的生长过程中普遍低于空载体对照，到收获期（3 月）时，除了空载体对照的种子后代植株外，其他转基因植株中瓜玉灵 A 浓度均低于 0.5%。在 N6-5 品系中，5 月时，空载体对照植株的瓜玉灵 A 浓度显著高于 H-HPPS 转基因植株，到 3 月时，大多数转基因植株的瓜玉灵 A 水平明显下降。AZ-2 品系的转基因植株全年瓜玉灵 A 水平都较低，且与对照相比无显著差异。瓜玉灵 B 方面，AZ-101 和 N6-5 品系的转基因植株在 5 月瓜玉灵 B 水平较高，但到 3 月时，除了部分空载体对照植株的后代外，其他转基因植株的瓜玉灵 B 水平均低于种子生成的非转基因植株。AZ-2 品系的转基因植株在 5 月瓜玉灵 B 水平高于非转基因植株，不过到 3 月时，只有空载体对照植株的种子后代瓜玉灵 B 浓度与非转基因植株相似。此外，研究还发现，转基因植株的树脂浓度在 5 月至 1 月期间显著增加，但 1 月至 3 月期间与特定基因无明显关联，且 FPPS 转基因植株的树脂浓度在各采样期普遍较高。同时，通过 prenyl transferase assays 检测发现，部分转基因植株的 prenyl transferase 活性高于对照。

综合研究结果和讨论部分可知，烯丙基焦磷酸合酶基因的过表达抑制了转基因植株及其种子后代植株中内源性瓜玉灵的水平。这一发现意义重大，一方面，低瓜玉灵水平的转基因银胶菊品系的培育，有助于降低职业暴露工人接触潜在致敏物质的风险，特别是在处理粗树脂提取物的工作场景中，能更好地保障工人的健康。另一方面，鉴于银胶菊商业化的一个重要优势是生产低致敏性乳胶，确保整个生产链保持低致敏性是至关重要的，该研究为实现这一目标提供了重要的理论依据和实践指导，推动了银胶菊在橡胶产业中的可持续发展。