蓖麻研究概况

蓖麻研究概况

高彩婷;宝力高;刘涛

【摘要】蓖麻是世界十大油料作物之一,随着世界工业的发展,国际市场石油价格连年上升,随之衍生的各种问题让人们越来越关注蓖麻这种绿色能源.本文从蓖麻概况、育种进展、毒蛋白研究、产业及种植前景等方面概述了目前国内外蓖麻研究的现状.【期刊名称】《内蒙古民族大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2010(025)002

【总页数】4页(P178-181)

【关键词】蓖麻;育种进展;毒蛋白

【作者】高彩婷;宝力高;刘涛

【作者单位】内蒙古民族大学,农学院,内蒙古,通辽,028043;内蒙古民族大学,职业技术学院,内蒙古,通辽,028043;通辽金山种业有限责任公司,内蒙古,通辽,028000

【正文语种】中文

【中图分类】S565.6

蓖麻为大戟科蓖麻属双子叶一年生或多年生草本植物，别名红麻、大麻子等，是世界十大油料作物之一.原产于东非的埃寒俄比亚，先后传入亚洲、欧洲和美洲，现

在遍及全球的热带、温带地区，以印度、巴西、中国最多.蓖麻性喜温湿，但因其

根系强大，入土深，所以抗旱性强，适应性广，有一定的耐盐碱能力.尽管蓖麻种

子毒性很强，它依然是许多重要的经济产品的原料，也是最早的工业商品之一〔1〕.

我国历来有栽培蓖麻的传统，但只是利用闲散地零星种植，没有形成规模.栽培面

积较大的省（区）有吉林、内蒙、山西、陕西等〔2〕.

国外蓖麻研究十分活跃，主要集中在诱变育种、杂交育种、抗性育种、杂优利用方面.

蓖麻是雌雄同株异花植物，1986年Louis报道：用5万拉的γ射线处理蓖麻种子，M2代花器出现四种类型：雌雄同株花；单雌花和雌雄同株花；雌雄同株花，单独雄花和雌花；雌雄同株异花.进一步研究认为雌雄同株性状受一个雌花发育隐性基

因控制，用3万拉的γ射线处理蓖麻种子，得到一矮秆突变体，该突变体后代中

大约有3：1的不育雌花，进一步研究认为该突变体受一单基因隐性基因所控制〔3〕.前苏联Bokhan（1990）、印度Athmap等人（1982、1984）用不同的

化学诱变剂在不同的剂量条件下，处理不同的蓖麻品种，发现诱变突变谱与品种、诱变剂及处理时期有关〔4〕.

蓖麻遗传改良的选择，多数采用系谱选择和混合选择，同时也利用N型雌性品系

进行杂交品种的生产.美国早在1902年在俄克拉何马植物园就开始进行蓖麻的改

良工作.一个多世纪以来，蓖麻育种目标是培育高产、高含油量和适于机械收获的

品种；矮生、分枝少、蒴果不开裂、抗脱粒和抗病是重要的选择标准.为了选育适

于机械化收获的早熟品种，美国、巴西、意大利、法国和印度等在蓖麻遗传改良研究工作上都取得进展.在印度，主要育种目标是选育高产高含油量的品种，1970年吉吉拉特邦育成了第一个商品杂交种〔5〕.

Sviridov.A.A等人在严重感病条件下，对生长健壮植株自交选择，提高了育种材料对枯萎病的抗性.

蓖麻杂种优势主要表现在株高、地上部干物质积累、朔果皮壳率、百粒重、籽粒粗脂肪含量等方面.

国外对于蓖麻杂优利用的工作开展得比较早〔6〕，1950年美国Claasen等〔7〕

发现N型雌性单株，其雌性由1对隐性基因（f）控制，当其纯合时，植株为雌性单株，杂合则为正常的两性株.这种植株可以通过姊妹交传递下去，但其后代雌性

单株和两性株各占一半.S型雌性单株则是1956年由Shifriss〔8〕发现，其特点

是早期为雌性单株，后期则出现雄花，变成两性株. Shifriss经过长期的研究，提

出一个未经证实的假说，认为存在一个易变的位点，它控制植株的性别表现.同N

型雌性单株形成的雌性系一样，由S型雌性单株形成的雌性系也曾被用来生产蓖

麻杂交种，它们都需要在传粉前拔去两性株，只是后者需拔除的两性株要少一

些.Shifriss〔9〕1960年发现NES型雌性系的特点是雌性单株的花序上，有少量

与雌花混杂着生的雄花，这些雄花的出现与否，受温度等环境因素的影响，他提出利用此类雌性单株可形成真正的蓖麻雌性系.1966年，Zimmerman等〔10〕提出，NES是N型基因（f）的纯合体，同时存在环境敏感型修饰基因（s），他们

利用NES雌性单株，育成了温敏型雌性系.由此产生了蓖麻杂交育种的“两系法”.但在实际操作中，两系法杂交育种需人工去雄，工作量大，技术难度大，可控性差，杂交种纯度难以保证，因此无法在生产中推广应用.

正因为蓖麻杂种优势明显，杂交选育难度大，单雌蓖麻的研究与利用就成为热门话题.已有的研究表明，蓖麻的单雌性状由核基因控制，但具体的遗传规律还不清楚，有待于进一步的研究.

我国蓖麻育种工作起步较晚.20世纪60年代以中国农科院油料所为首的一些科研

单位开始了品种资源的搜集整理和利用工作〔11〕.20世纪80年代开始，我国几

个研究所在品种资源搜集、整理的基础上，开展了新品种选育工作，育成了一些优良品种，如哲蓖1号，是哲盟农研所由农家品种系选育成的蓖麻优良品种（1986）.80年代至90年代通过系统选育、杂交育种等手段育成一批高产优质抗病品种，如哲蓖3号、哲蓖4号.这批品种在发展蓖麻生产中起到积极作用.进入

21世纪以来，蓖麻的遗传育种取得新的进展，2000年4月山东省淄博市农业科

学研究所育成的淄蓖麻2号通过山东省农作物品种审定委员会审定，该品种平均

亩产达329.7Kg〔12〕.同年内蒙古通辽市农业科学院选育出新品种通蓖5号，该品种具有高产、抗病、优质等特性.2003年中阳县经济作物研究会与吕梁农业种子站合作育出晋蓖麻3号，该品种以早熟、高产、抗旱、再生能力强、适应性强和

粒大优质独居一品〔13〕.

蓖麻毒蛋白存在于蓖麻籽中，是一种致命的植物蛋白，称为外源凝集素.其分子结

构为一糖蛋白的异二聚体，相对分子质量为64000，它有两条肽链构成：一条毒

性多肽链A链（RAT）是活性链，具有抑制蛋白质合成的N-糖苷酶的活性部位，相对分子质量为32000；另一条多肽链B链（RTB）是结合链，表现出凝集素的

特性，相对分子质量为34000，两条链通过二硫键连接组成糖基化的异二聚体〔14〕.蓖麻毒素对细胞毒性作用的机制有：（1）抑制蛋白合成.这是蓖麻毒素的

主要毒性作用机制，过程较为复杂，但可概括为以下几点：①RTB与细胞受体结合，形成通道；②蓖麻毒素内吞，形成内吞体；③完整的毒素在高尔基体或粗面内质网中裂解为A链和B链，A链转位至胞浆；④A链在胞浆中催化失活60S亚基，切下其组分中28sRNA上特异的腺嘌呤，从而抑制细胞蛋白质的合成，最终导致

细胞死亡〔15〕.（2）蓖麻毒素诱导体内单核细胞、淋巴样细胞分泌肿瘤坏死因子（TNF－α）、白细胞介素（IL－1、IL－6），引起组织坏死出血.毒素诱导细胞产生细胞因子有时间依赖性和剂量依赖性.（3）脂质过氧化损伤作用.蓖麻毒素与巨

噬细胞的相互作用，不仅诱导细胞免疫，而且诱导产生自由基和活性氧，引起脂质过氧化作用.（4）细胞凋亡.蓖麻毒素可诱导巨噬细胞、未成熟T细胞出现DNA破碎，而后者被认为是与凋亡有关的生化改变之一.

目前为止，蓖麻毒素中毒后，还没有有效的治疗方法，但有报道，建立了快速检测蓖麻毒素的方法，如：间接酶联免疫法快速检测蓖麻毒素的方法，可以满足蓖麻毒素的应急处理和检测的要求；重组蓖麻毒素A链的原核表达和单克隆抗体的制备、