植物肉桂酰辅酶A还原酶基因克隆研究进展

木质素单体合成的过程中涉及了许多酶的参与,而肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是该过程中的一个关键酶。综述了CCR基因在植物体内的克隆、基因功能及在植物组织中的表达情况,并介绍了该基因在植物的抗病虫害和抗逆性研究、饲草和能源上的应用潜力,为进一步研究CCR基因生物学功能和利用奠定了基础。     

木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展

木质素是植物体内含量仅次于纤维素的一类高分子有机物质,在植物体的机械支持、水分运输及抵抗外界不良环境的侵袭方面起着重要的作用。然而,它的存在严重影响植物材料在造纸工业、纺织业、畜牧业生产中的应用。木质素代谢过程中存在多基因现象使得木质素的合成途径出现多样性,利用共抑制、反义抑制等转基因技术开发低木质素含量的优良新品种具有重要的意义。     

纯化苯丙氨酸解氨酶的亲和层析法

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物体内苯丙烷类代谢的关键酶,与植物体内一些重要的次生物质——木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等的合成密切有关,因此在细胞分化、病理生理等研究中可作为生理指标。     

木质素合成研究进展

木质素是植物体内一类重要的大分子有机物,具有支持、保护和运输等生物学功能。然而,木质素的存在对植物资源的利用有一些不利影响,主要体现在导致造纸污染严重及影响牲畜对饲草的消化和吸收等。通过生物工程手段调控木质素的合成具有重要的环境保护价值和经济价值,已经成为国际上生命科学研究的热点之一。近年来,这一领域发展十分迅速。本文介绍了木质素生物合成途径,重点综述了调控木质素合成的手段及限速酶研究方面的最新进展,并提出存在的问题及展望。     

木质素生物合成中C3H/HCT的研究进展

木质素是由三种不同的木质素单体聚合而成的,其含量和单体组成与植物体的综合利用密切相关。木质素单体的生物合成途径涉及到许多酶的参与,C3H/HCT是发现较晚的两个酶,在从对-香豆酰辅酶A（p-coumaroyl CoA）到咖啡酰辅酶A（caffeoyl CoA）的羟基化过程中起作用,是控制木质素H-单体与G/S-单体相互转化的关键酶。该文主要对C3H/HCT的研究进展及在木质素生物合成中的作用进行了阐述。     

棉花漆酶基因在转基因新疆杨中的表达及其对木质素合成的影响

以新疆杨叶柄为外植体,利用农杆菌法将棉花漆酶基因GaLAC1导入新疆杨.PCR,Soutllern杂交证明外源基因已经整合到杨树基因组中.漆酶活性分析表明转基因植株中漆酶活性较非转基因对照显著提高.与对照植株相比,转基因新疆杨茎段中总木质素的含量有不同程度的增加,最高达21.5%.木质素的组织化学染色进一步证实了GaLAC1的过量表达能够导致转基因植株中总木质素含量的增加.实验结果表明GaLAC1参与了植物体内木质素的合成,这是首次成功利用转基因植物证实植物漆酶基因参与木质素合成的报道.     

植物木质化过程及其调控的研究进展

植物的木质化是指木质素单体氧化聚合形成的木质素在细胞壁上沉积的过程.由于涉及多步酶促反应,因而它是一个被精细调控的复杂而动态的生物学过程.木质化不仅有利于维持植物正常生命活动,而且能够增强植物适应外界生物和非生物胁迫的能力.更为重要的是,植物细胞壁是地球上最为丰富的可再生能源物质,因此,开展植物细胞壁木质化的研究具有重要的科学意义和应用价值.本文综合国内外的最新研究进展,简要介绍了植物木质化的过程和细胞类型,重点总结了木质化过程中的转录调控、microRNA调控、激素和环境调控,以及木质化发生的最新诱导体系和成像技术.这将有助于人们更全面深入地认识木质化,并为木质素生物工程的开发利用奠定重要的理论基础.     

平菇(Pleurotus ostreatus)对稻草中木质素的生物降解及降解产物分析

变色圈试验证明平菇可以选择性优先降解稻草中的木质素,培养15d后,平菇对稻草中的木质素降解率为17.86%,对综纤维素降解率为2.44%,选择性指数为9.79。生料栽培平菇后,稻草中的木质素被降解50.24%。用气—质色谱(GC/MS)和红外光谱(IR)对木质素降解产物分析结果表明,平菇对稻草中木质素的降解效果十分明显,降解产物中检测出了大量含有苯环的小分子,证明木质素聚合体的降解首先发生在单体的侧链及单体间的连键上,发生Cα-Cβ、β-O-4等断裂,形成了单体。在进一步的降解过程中,平菇表现了其自身特有的降解机制,取代苯环单体上的甲氧基为甲基,而后发生苯环的开裂,这与报道的白腐菌降解过程有所不同。红外光谱分析中,平菇对木质素的降解明显,降解产物中含有很多木质素单体所特有的基团,如紫丁香基、愈创木基等,说明木质素的降解首先发生的是侧链的氧化反应。     

阔叶红松林土壤木质素稳定性对氮添加和降水减少的响应

氮沉降和降水变化可通过影响凋落物和细根的生物量和基质质量、化学元素组成等间接影响植物残体在土壤中的分解。本研究测定了施氮(NA)、减水(RP)和减水施氮(RP-NA) 3种处理和对照(CK)下长白山阔叶红松林凋落物、细根和土壤中有机碳含量、碳氮比和木质素酚类单体等指标。结果表明:3种处理下细根生物量均显著低于对照样地;细根、凋落物和全土的有机碳含量和碳氮比无显著变化;凋落物、细根和土壤中木质素单体均以香草基(V型)为主,相对于细根和全土,凋落物中明显含有较高比例的丁香基(S型)单体和较少的肉桂基(C型)单体;施氮、减水和减水施氮处理显著影响细根、凋落物和全土木质素含量,减水处理显著提高了凋落物的木质素总量,施氮处理显著降低了土壤中木质素总量; 3种处理下凋落物、细根和土壤木质素V型和S型酸醛比((Ad/Al)V和(Ad/Al)S)的值亦呈现了不同程度的变化,且全土与细根木质素的阿魏酸与对香豆酸单体比值(F/Ci)接近;施氮促进了细根木质素氧化而减水抑制了其降解,减水和减水施氮抑制了凋落物分解,而减水施氮处理下全土中木质素较稳定;全土木质素单体组成与细根相似。由此推测,环境变化对细根化学组成的改变可间接影响输入到土壤中的有机质化学组成,进一步影响有机质在土壤中的稳定固存。     

长期施肥下亚热带典型农田(旱地)土壤木质素的积累特性

以广西环江(石灰土)、湖南桃源(红壤)两个亚热带典型农田(旱地)长期定位试验为平台,采用碱性氧化铜-固相萃取-气相色谱法,分析两种长期施肥制度[化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(NPKS)]下土壤中木质素V、S、C等3类单体含量及组成的变化,并阐明影响旱地土壤中木质素积累的主要因子.结果表明:长期施用化肥(NPK)对石灰土木质素总量(SumVSC)无显著影响,而红壤木质素总量显著增加(55±1)%;秸秆还田配施化肥(NPKS)均显著增加了两种土壤木质素总含量(P<0.01),增加比例分别为(328±4)%、(456±9)%.长期施肥处理增加了红壤木质素单体C的比例,石灰土则表现为单体V的比例增加,表明农田土壤中木质素的转化具有单体特异性;长期施肥后木质素单体的酸醛比(Ac/Al)V和(Ac/Al)S均有所降低,其中石灰土高于红壤,说明石灰土的木质素分解矿化程度较红壤高.有机质、全氮与木质素单体含量无显著相关,而对木质素单体V、S、C组成有显著影响;木质素V、S和C类单体含量及组成均与土壤速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)显著相关(P<0.05),由此认为土壤速效养分是木质素积累特性的关键影响因子.