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提高对木质素的认识可以改善作物经济

昌承健康

植物细胞壁作为固定碳的库,是生物质的重要来源,生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。然而,复杂的木质素结构使其成为相当低效的生物质源。全面了解木质素的生物合成将提高生物质转化为生物燃料的效率,改善饲料和青贮饲料的品质。

玉米棕色中脉(bm)突变体是一种重要的种质,它积累了红棕色色素,降低了叶片中脉的木质素含量。到目前为止,至少已经鉴定了6个独立的玉米bm突变体(bm1-6),其中控制bm1-4突变体的基因已经被鉴定。然而,控制bm5和bm6的基因以前没有被识别。

在《生物技术》发表的一项新研究中,中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)傅春祥教授领导的科学家团队完成了bm5突变体的鉴定。这是首次鉴定玉米bm5突变体的位点。科学家通过基因定位、酶活性测定和代谢物分析,发现木质素基因Zm4CL1是bm5突变体的位点。

本研究还阐明了Zm4CL1突变对总木质素含量、组成和可溶性酚酸积累的综合影响。与对照相比,bm5突变体的饲料消化率和细胞壁糖化率分别提高了22.0%和17.6%。这项研究填补了玉米bm突变体知识的关键空白。此外,它为经济作物的分子育种提供了一个新的目标,秸秆利用效率高。

标签:木质素