过表达或沉默棉花GhPCBER基因株系的获得及其茎叶木质素和木脂素含量研究

编码苯基香豆满苄基醚还原酶(phenylcoumaran benzylic ether reductase,PCBER)的基因PCBER属于PIP亚家族,是苯丙烷代谢途径中参与木脂素合成的关键基因。该研究构建了棉花GhPCBER基因的植物过表达载体并转化拟南芥,同时构建了VIGS(virus induced gene silencing,病毒诱导的基因沉默)载体转化棉花,采用实时荧光定量PCR技术对GhPCBER基因在不同组织中的表达进行分析;对野生型和转基因植株茎叶组织中的木质素和木脂素含量进行测定分析。结果表明:(1)成功构建了GhPCBER植物过表达载体pGWB17-GhPCBRE以及基因沉默重组载体pTRV2-GhPCBER;经遗传转化获得6株转棉花GhPCBER基因抗性拟南芥植株,同时获得15株GhPCBER基因沉默棉花植株(5株为一组)。(2)PCR检测表明,6株转基因拟南芥均为过表达株系,其中株系1、2、3相对表达量更高,且在茎、叶组织中的表达量分别较野生型提高了7～14倍和6～16倍,表明GhPCBER基因成功在拟南芥中过表达;GhPCBER基因沉默棉花植株的茎、叶组织中的表达量分别比野生型棉株约下降12%和26%,表明烟草脆裂病毒(TRV)体系(pTRV2-GhPCBER)成功抑制了GhPCBER基因的表达。(3)转GhPCBER基因拟南芥茎、叶中木质素和木脂素含量较野生型均显著降低;GhPCBER基因沉默棉花植株茎、叶中木质素和木脂素含量较野生型均极显著降低;组织化学染色观察发现GhPCBER基因沉默棉花植株茎秆颜色明显比野生型染色浅,也证明沉默基因棉花植株茎秆中的木质素含量减少。(4)苯丙烷代谢通路中8个相关基因的实时荧光定量PCR分析发现,过表达或抑制GhPCBRE基因均会导致苯丙烷代谢途径发生重新定向。     

沙棘刺和芽的组织解剖与转录组分析北大核心CSCD

该研究通过组织切片分析比较了沙棘刺与芽的组织染色差异,通过转录组测序分析比较了刺和芽的基因表达谱差异,通过qRT-PCR验证候选基因的表达水平,为进一步通过基因工程手段调控沙棘刺的发育提供候选基因。结果表明:(1)沙棘芽横切面的组织边界层次分明,而沙棘刺横切面的组织边界模糊,且刺尖中心的红色区域较大,木质素自发荧光结果表明刺中木质化程度显著增强。(2)转录组分析组装得到81560个单基因(unigenes),其中包含9385个差异表达基因(DEGs)。(3)GO和KEGG富集分析表明,富集程度最高的基因主要与细胞壁、表皮、气孔发育有关,尤其是与木质素合成途径相关;芽刺相关DEGs分析结果表明,木质素合成相关DEGs共20个,角质、木栓质和蜡质生物合成相关DEGs共29个,植物表皮发育和气孔复合体发育的相关DEGs相同共14个;结合文献分析推测,部分热头蛋白基因参与控制沙棘刺顶端分生组织消失,木质素合成相关基因则与刺硬化过程密切相关。(4)qRT-PCR分析验证显示,与芽相比,挑选的6个木质素合成相关DEGs中有3个分别上调了9.5倍、41.1倍和13.7倍,3个下调至5%、14%和24%;挑选的4个角质、木栓质和蜡质生物合成相关DEGs中有2个分别上调3.6倍和22.1倍,另外2个下调至3%和6%;挑选的4个表皮和气孔发育相关DEGs均下调至6%、13%、3%和4%;关键基因的相对表达水平与转录组测定的TPM值可相互印证,表明验证结果与转录组分析结果一致。研究发现,沙棘刺和芽具有明显的形态和组织差异,二者间的DEGs主要与木质素合成以及细胞壁、表皮和气孔发育有关。     

白蜡属种间杂交子代木质素含量变异及FmPAL核苷酸多态性关联分析

研究水曲柳（Fraxinus mandshurica）×大叶白蜡（Fraxinus rhynchophylla）、水曲柳×小叶白蜡（Fraxinus sogdiana）和水曲柳×绒毛白蜡（Fraxinus velutina）的3个杂交组合与母本自由授粉子代木质素含量的遗传变异及FmPAL核苷酸多态性相关性,为水曲柳遗传育种和定向改良奠定基础。以东北林业大学帽儿山林场白蜡属种间杂交组合及母本自由授粉子代共176个无性系的水曲柳当年新生枝为材料,测定木质素的含量,进行木质素含量差异、变异参数及均值比较分析,并对木质素及其合成相关基因PAL进行分子水平的联合分析。结果表明：白蜡属各杂交组合间木质素含量差异极显著,各杂交组的木质素含量均与母本自由授粉子代水曲柳差异显著。其中大多数杂交子代水曲柳的木质素含量高于母本水曲柳木质素平均含量。本研究中的水曲柳群体的PAL基因单倍体多样性值达到了0.999 7,属高水平,证实了FmPAL基因具有较高的变异,且存在3个单核苷酸多态性（SNP）位点与木质素含量显著相关。主要结论：水曲柳各杂交组合的木质素含量存在显著性差异,FmPAL基因中SNP位点与木质素含量显著相关。     

杜仲化学成分研究概况

本文综述了杜仲的药理、临床应用及其木质素类成分的结构类型及主要类型的结构测定方法。     

用过氧化氢消化纤维素

美国农业部的研究工作者发现用过氧化氢消化生物量的价值。北方地区研究中心(伊利诺斯州皮奥里亚)的科学家们已发现过氧化氢是处理废弃生物量以生产动物食物的关键成分,或是纤维素→乙醇过程中的起始物质。     

彩绒革盖菌CV—8漆酶活性的初步研究

木质素是一种高度复杂的不定形的芳香族化合物,是仅次于纤维素的第二大再生有机资源,木质素的微生物降解及其有关酶类在制浆造纸工业和环境保护方面具有较大潜力。木质素的生物降解酶主要有木素过氧化物酶、漆酶、锰过氧化物酶和多酚氧化酶等。国外该方面的研究已有不少报道［1－5］,但多集中在黄抱原毛平革菌（Phanerochaetechrysosporium）木素过氧化物酶和锰过氧化物酶方面的研究;Leatham和Stahmam曾研究了香菇（Lentinusedodes）的漆酶特性[6];国内有关研究报道较少[7,8],至今未见彩绒革盖菌漆酶研究的报道。我们就此做了些探讨…     

百日草游离叶肉细胞导管分子分化过程中过氧化物酶的催化特性

百日草游离对肉细胞随着导管分子的分化,木质素含量逐渐增加;ＰＯⅠ（可溶性ＰＯ）、ＰＯⅡ（与细胞壁离子型结合的ＰＯ）和ＰＯⅢ（与细胞壁共价结合的ＰＯ）活性增加,并分别对底物愈创木酚、丁子香酚和咖啡酸（含阿魏酸）有较大的亲和力;抑制剂对ＰＯ活性抑制的动力学特性表明．间苯三酚为竞争性抑制剂,硫酸亚铁铵和二硫苏糖醇是非竞争性抑制剂。     

Feruloylation in Grasses： Current and Future Perspectives

In the cell walls of forage grasses, ferulic acid is esterified to arabinoxylans and participates with lignin monomers in oxidative coupling pathways to generate ferulate-polysaccharide-lignin complexes that cross-link the cell wall. The accumulation of ferulates and the cross-linking of arabinoxylans via diferulate esters are hypothesized to function in various processes in plants. The specific roles of arabinoxylan feruloylation as well as the nature, cellular localization, and substrate for arabinoxylans feruloylation of cell walls are reviewed. The various approaches that have been used for assessing the specific roles of feruloylation are described and assessed. I argue that, until recently, the specific role of feruloylation in these various processes has been established largely by indirect experiments and, although these studies reached similar conclusions about the potential importance of wall feruloylation, they suffer from a common problem： namely they depend on correlations between two processes and do not stem from a detailed understanding of the mechanisms of feruloylation. I also argue that the nature of arabinoxylan feruloylation remains uncertain.     

食（药）用真菌比较基因组分析揭示其生态特性

食（药）用真菌可以产生多种酶系家族来降解环境中的木质纤维素,从而获得营养或与植物共生或寄生。通过注释和比较不同营养模式的食（药）用真菌中降解木质纤维素的酶类,有利于我们更好地认识食（药）用真菌的生活模式,并进一步改善培养条件。本文系统地研究了46个食（药）用真菌和3个降解木质纤维素模式真菌的基因组,根据预测蛋白质组解析了糖苷水解酶（glycoside hydrolases,GHs）、糖基转移酶（glycosyltransferases,GTs）、多糖裂解酶（polysaccharide lyases,PLs）、碳水化合物酯酶（carbohydrate esterases,CEs）、碳水化合物结合模块（carbohydrate-binding modules,CBMs）以及附属活力酶（auxiliary activities,AAs）和细胞色素P450（cytochromes P450）的种类分布。比较基因组学结果显示,食（药）用真菌中降解木质纤维素相关酶系家族的数量和种类差别很大,同时酶系家族的多样性与食（药）用真菌的生态类型也有一定的相关性。一般情况下,腐生营养真菌比共生营养真菌中降解木质纤维素酶类更多,而腐生营养中的白腐真菌和草腐真菌的酶系比褐腐真菌多。     

高产小麦品种茎秆的解剖和化学特性

小麦(TriticumaestivumL.)新品种“小偃81”,是由抗病虫害小麦品种“小偃54”和高产小麦品种“8602”杂交筛选出的具有优良特性的后代。作者运用多种实验手段,研究了新品种茎秆组织结构以及木质素含量和分布的变化规律。结果表明:与母本“小偃54”和父本“8602”相比,“小偃81”的茎秆直径变小、横切面上维管束数目减少,而茎秆直径与壁厚比、横切面上机械组织比例却显著增大,单位面积上维管束数目增多。Klason法测定木质素结果显示:“小偃81”茎秆中木质素含量高于“小偃54”和“8602”。经Ma黮e和Wiesner的木质素显色反应,“小偃81”茎秆横切面染色明显加深。用H2O2/HAc弃除酚酸以后,新品种小麦的木质素自发荧光明显强于亲本。FTIR分析结果表明:“小偃81”中所含的紫丁香基、愈创木酚基等木质素特征基团的吸收峰值也显著高于亲本。由此推断,新品种“小偃81”的茎秆具有优良的组织结构和化学组成。