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研究揭示楊樹(shù)木質(zhì)素單體合成的的表觀調(diào)控機(jī)制

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-13 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

12月17日,國(guó)際植物學(xué)**刊物NewPhytologist(新植物學(xué)家,IF:7.3)在線發(fā)表了西南大學(xué)羅克明教授研究組題為“MicroRNA6443-mediatedregulationofFERULATE5-HYDROXYLASEgenealtersligninositionandenhancessaccharificationinPopulustomentosa(miR6443通過(guò)調(diào)控阿魏酸-5-羥化酶的表達(dá)調(diào)控楊樹(shù)木質(zhì)素單體合成)”的研究論文。該研究揭示了microRNA6443通過(guò)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控阿魏酸-5-羥基化酶基因F5H表達(dá),實(shí)現(xiàn)對(duì)楊樹(shù)木材中木質(zhì)素單體合成的精準(zhǔn)調(diào)控。

楊樹(shù)(Populusspp.)是世界范圍內(nèi)廣泛種植的速生樹(shù)種,是重要的造紙?jiān)虾徒ㄖ貌?,同時(shí)也被列為生物能源產(chǎn)業(yè)的原料之一,具有重大的科學(xué)意義和產(chǎn)業(yè)前景。

羅克明課題組長(zhǎng)期致力于解析楊樹(shù)木質(zhì)素合成調(diào)控的分子機(jī)制。本文中,課題組在楊樹(shù)中鑒定到了一個(gè)特有的小RNA——microRNA6443,該microR6443能夠識(shí)別和靶向阿魏酸-5-羥基化酶基因F5H的轉(zhuǎn)錄本,而F5H是木質(zhì)素單體生物合成的一個(gè)關(guān)鍵基因。作者的研究顯示,microR6443在楊樹(shù)的莖中特異表達(dá),通過(guò)介導(dǎo)其轉(zhuǎn)錄本的降解來(lái)抑制F5H,調(diào)控了木質(zhì)素單體的合成并影響了木材中木質(zhì)素的組分構(gòu)成。在降低內(nèi)源microR6443水平的轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)中,S-木質(zhì)素的含量顯著上調(diào),而G-木質(zhì)素的含量下調(diào),總木質(zhì)素含量基本不變。而在microR6443超量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)中,木質(zhì)素單體的合成變化則剛好相反。進(jìn)一步的木材降解實(shí)驗(yàn)證明,通過(guò)改變miR6443水平可以提高楊樹(shù)木材被分解提取纖維素和產(chǎn)生單糖的效率。該研究為利用現(xiàn)代生物技術(shù)改良楊樹(shù)品系,從而提高木材降解及轉(zhuǎn)化生物能源的效率提供了一個(gè)新的策略。

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