木质素生物合成及其基因工程研究进展
植物生理与分子生物学学报，如口朋耐ｏ，Ｐ正口耐脚ｓ如如秽口再ｄ胁如ｃ口缸，曰如如ｇｙ２００４，３０（４）：３６卜３７０
木质素生物合成及其基因工程研究进展
赵华燕１魏建华２宋艳茹卜
（１中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室，北京１０００９３；２北京市农林科学院农业生物技术中心，北京１０００８９）
摘要：木质素是维管植物的一种主要组成成分，是植物适应陆地环境的重要特征之一。然而，它的存在严
重影响植物材料在造纸工业与畜牧业生产中的应用，
因此其生物合成调控的研究引起人们极大关注。随着
各种分析技术和手段的提高，该领域研究取得了突破性的进展。该文重点阐述这些新进展，同时较系统地介绍利用基因工程技术调控木质素生物合成的研究成果，并提出一些关于更有效地利用生物技术手段改良
造纸资源植物品质的建议。
关键词：木质素；生物合成；基因工程；制浆
中图分类号：Ｑ９４５
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，是维持植物正常结构、输导水分和养料、防御病原菌侵害的重要组分。但木质素却是形成造纸污染的主要源头物质，在饲料植物中不利于牲畜的消化与吸收。因此利用基因工程手段改良造纸原料植物的品质已成为国际上研究的热点。
随着对转基因植物和突变体研究的不断深入以及各种分析技术手段的进步和发展，人们对已知的木质素生物合成途径不断提出质疑和修改（Ｏｓａｋａｂｅ等１９９９，Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓ等１９９９，Ｓｃｈｏｃｈ等２００ｌ，Ｄｉｘｏｎ等２００１），修改后的木质素合成途径如图１所示（Ｂａｕｃｈｅｒ等２００３）。本文就木质素组成及近年来合成途径的研究进展加以叙述，并在前人的基础上进行展望。
１木质素的组成
木质素是一种异质聚合体，主要由香豆醇、松柏醇和芥子醇三种单体组成。木质素的合成以苯丙酸起始，经过一系列羟基化、甲基化、连接、还原反应最终生成上述三种甲基化程度不同的木质素单体。这些单体经氧化聚合生成相应的三种木质素：对一羟基苯基木质素（Ｈ）、紫丁香基木质素（Ｓ）和愈创木基木质素（Ｇ）。最后，这些木质素在植物体内通过多种键型连接在一起，形成结构复杂的木质素聚合体（Ｂａｕｃｈｅｒ等１９９８）。
随着对木质素合成途径认识的日趋深入，人们逐渐意识到自然界木质素的单体除了３种形式以外，还有其它形式的单体也参与木质素的聚合过程，如许多植物中存在一些乙酰化的木质素单体，在木质素组成中占有相当比例（Ｌｕ和Ｒａｌｐｈ２００２）。还有一些自由基偶联反应的产物阿魏酸及其脱氢二聚体，可能在草类植物中木质素发生聚合反应时起晶核的作用（Ｇｒａｂｂｅｒ等２００２）。当植物的木质素合成途径受阻时，植物会合成一些其它成分参与木质素的构建过程，以保持植物结构的完整性。如在ＣＡＤ（肉桂醇脱氢酶）活性缺失的转基因植物中，可检测到大量的羟基肉桂醛，这些醛类物质以８．Ｏ一４方式与木质素单体偶联在一起，参与木质素聚合过程。当ＣＯＭＴ（咖啡酸一Ｏ一甲基转移酶）活性受到抑制时，芥子醇合成量减少，在木质素聚合体中可检测到一些未经甲基化的前体产物５一羟基松柏醇（Ｒａｌｐｈ等２００１）。可见木质素生物合成途径具有较大的可塑性，当其正常合成代谢途径受阻时，会有其它次生代谢物填充到木质素构架中，以保持植物体内输导和机械支持系统的生理功能不受影响。植物体内的木质化进程是一个极其复杂的生化过程，而且木质素的沉积受空间、时间、某些外界环境条件以及一些未知因素的控制与影响。
２００４．０１．１３收到，２００４．０４．１４接受。
国家自然科学基金（Ｎｏ．３０１７０７８３）、北京自然科学基金（Ｎｏ．５０１２００９）和国家“８６３”高科技计划（Ｎｏ．２００４ＡＡ２１２１２１）资助。串通讯作者（Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｙｒ＠ｎｓ．ｉｂｃａｓ．ａｃ．ｃｎ；Ｔｅｌ：０１０．６２５９１４３１．６２０８１。
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图１木质素的生物合成途径
Ｆｉｇ．１Ｌｉｇｎｉｎｂｉｏｓｙｎｔｌｌｅｓｉｓｐａｍｗａｙ（Ｂ明ｃｈｅｒ等２００３）
ＣＡＤ：Ｃｉｎｎ锄ｙｌａｌｃｏｈｏｌｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；４ＣＬ：４一ｃｏｕｍａｒａｔｅ—ＣｏＡｌｉｇａｓｅ；Ｃ３Ｈ：ｐ－ｃｏｕｍａｒａｔｅ３－ｈｙｄｒＤｘｙｌａｓｅ；Ｃ４Ｈ：Ｃｉｎｎａｍａｔｅ４一ｈｙｄｒｏｘｙｌａｓｅ；ＣＣｏＡＯＭＴ：Ｃａｆｆｅｏｙｌ．ＣｏＡＤ．ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＣＣＲ：Ｃｉｎｎａｍｏｙｌ．ＣｏＡｒｅｄｕｃｔａｓｅ；ＣＯＭＴ：ＣａｆｆｅｉｃａｃｉｄＤ—ｍｃｍｙｌ咖ｓｆ；ｅｒａｓｅ；ＨＣＴ：ｐ－ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｎｎ锄ｏｙｌ－ＣｏＡ—ｓ幽ｍ删ｑｕｉｎａｔｅｐ－ｈｙｄｍｘｙｃｉ衄姗ｏｙｌ眦ｌｓｆｅｒａｓｅ；Ｆ５Ｈ：Ｆｅｒｕｌａｔｅ５．ｈｙｄｒｏｘｙｌａｓｅ；ＰＡＬ：Ｉ，ｈｅｎｙｌａｌａｌｌｉ∞鼬ｎｍｏＩｌｉａ．１ｙａｓｅ；ＳＡＤ：Ｓｉｎａｐｙｌａｌｃｏｈｏｌｄｅｈｙ出Ｄｇｅｎａｓｅ．Ａ１１％ｚｙｍａｔｉｃｒｅａｃｄｏｎｓｓｈｏｗｎｈａＶｅｂｅｅｎｄｅｍｏｎｓ仃ａｔｅｄｂｙ拥ｖ打ｒＤａＬｓｓａｙｓ锄ｄｄ０ｎｏｔｎｅｃｅｓｓａｒｉｌｙ
０ｃｃｌｌｒ加Ｖ泐．Ｆ５Ｈ？ａｎｄＣＣＲ？：Ｓｕｂｓ劬ｌｔｅｎｏｔｔｅｓ刚；？：ＣｏｎＶｅｒｓｉｏｎｄｅｍｏｎｓ仃ａｔｅｄｂｕｔｅｎｚｙｍｅｕｍｍｏｗｎ；？？：ＤｉｒｅｃｔｃＯｎｖｅｒｓｉｏｎｎｏｔｃｏｎｖｉｎｃｉＩｌ９１ｙｄｅｍｏｎｓ仃ａｔｅｄ．
２木质素生物合成途径
２．１肉桂酸．３．羟基化酶（Ｃ３Ｈ）介导的羟基化反应长期以来一直猜测Ｃ３Ｈ是一种酚酶，催化香豆酸生成咖啡酸，但人们未能从植物中将其分离
纯化，因此对该酶本质不很清楚，直到最近才对其本质和作用机制有了突破性的认识。Ｓｃｈｏｃｈ等（２００１）用生物信息学的方法分离出一种Ｃｙ尸９８Ａ３基因，推断它可能编码Ｃ３Ｈ酶蛋白，实验证明该酶对香豆酰奎宁酸和香豆酰莽草酸表现出很高的催
化活性，在木质部表达。随后ＦｒａＪｌｋｅ等（２００２）用图位克隆方法从拟南芥中分离得到麟基因，并用实验证实该基因编码Ｃ３Ｈ，属于ＣｙＰ９跗３基因家族中的成员，Ｃ３Ｈ实质上是一种细胞色素Ｐ４５０单氧化物酶。对该酶进行底物特异性分析表明，Ｃ３Ｈ的最适催化底物是甲酰肉桂酯类化合物，与Ｓｃｈｏｃｈ等（２００１）的实验结果相同。由此证明苯丙烷酯及其异酯在木质素合成与代谢中具有重要的生物学功能，Ｃ，位置上的替代反应并不在羟基肉桂酸上发生。
２．２咖啡酸．Ｏ．甲基转移酶（ＣＯＭＴ）和阿魏酸．５．羟基化酶（Ｆ５Ｈ）的底物特异性
以前认为Ｆ５Ｈ羟基化和ＣＯＭＴ甲基化主要发生在羟基肉桂酸水平。直到Ｏｓａｋａｂｅ等（１９９９）从香枫中分离出一种细胞色素Ｐ４５０单氧化物酶Ｌｓ脚８基因（Ｆ５Ｈ）和甲基转移酶厶ＣＤＭｒ基因（ＣＯＭＴ），ＬｓＭ８８能催化松柏醛进行５一羟基化反应，ＬｓＣＯＭＴ又能以５一羟基松柏醛为底物，最终生成芥子醛，说明Ｆ５Ｈ和ｃＯＭＴ所介导的Ｇ向Ｓ木质素转化合成过程可以在醛的水平上进行。Ｋ。，Ｋ。
４期赵华燕等：木质素生物合成及其基因工程研究进展
值显示ＬｓＭ８８对松柏醛催化反应效率是催化阿魏酸的１４０倍，这表明在松柏醛上发生的羟基化反应在Ｓ木质素的生物合成途径中处于主导地位，这些结果说明Ｆ５Ｈ和ＣＯＭＴ所介导的Ｇ向Ｓ木质素转化合成过程可以在醛的水平上进行。Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓ等（１９９９）的实验同样证明，将拟南芥Ｆ５Ｈ置于酵母中表达，它的催化底物除了阿魏酸外，还有松柏醛和松柏醇，而且此酶对松柏醛和松柏醇的亲和力是阿魏酸的上千倍，这些结果表明Ｆ５Ｈ优先催化的底物是松柏醛和松柏醇。ＣＯＭＴ情形与之类似，许多实验结果表明该酶的甲基化反应可以在醛和醇的水平上进行，并且Ｆ５Ｈ催化产物５．羟基松柏醛和５．羟基松柏醇是ＣｏＭＴ优先催化的底物（ｏｓａｋａｂｅ等１９９９，Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓ等１９９９，Ｌｉ等２０００），这些结果表明Ｆ５Ｈ和ＣＯＭＴ催化的反应除了在肉桂酸水平进行外，还可在醛和醇的水平上发生。这两个酶底物特异性方面的研究进展，能更好地反映出Ｆ５Ｈ和ＣＯＭＴ在木质素合成与代谢过程中相互作用关系，便于更清楚地理解转基因植物和突变体中木质素合成途径所发生的各种变化。
２．３Ｓ木质素合成途径的多样性
早期的研究表明，被子植物中Ｇ向Ｓ木质素的转化反应调节发生在羟基肉桂酸水平上。后来许多文献报告４．香豆酸．辅酶Ａ连接酶（４ＣＬ）主要以香豆酸、咖啡酸和阿魏酸为催化底物，不以芥子酸为底物（Ａｌｌｉｎａ等１９９８，Ｅｈｌｔｉｎｇ等１９９９，Ｈｕ等１９９８）。Ｌｉ等（２０００）进行底物催化活性分析的结果表明，松柏醛抑制阿魏酸的羟基化反应，５一羟基松柏醛抑制５．羟基阿魏酸向芥子酸的转化，芥予醛可直接由松柏醛合成，由此推断Ｇ向ｓ木质素的转化过程可能并不经过芥子酸，而是发生在醛的水平。另一些研究小组认为Ｇ向Ｓ途径的转化也可能发生在醇的阶段（Ｏｓａｋａｂｅ等ｌ９９９，Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓ等１９９９）。这些研究结果表明芥子酸可能不是Ｓ木质素形成的重要前体。
最近Ｌｉｎｄｅ姗ａｙｒ等（２００２）从大豆中分离了一种４ＣＬ同工酶，它可催化芥子酸向芥子酰．辅酶Ａ的合成反应，该实验结果使人们对上述结论产生疑惑。为了弄清芥子酸在Ｓ木质素合成过程中的作用，Ｙａｍａｕｃｈｉ等（２００３）以４种植物为研究对象，用放射性同位素标记的阿魏酸和芥子酸进行示踪实验，结果表明洋槐和夹竹桃中的芥子酸可转化生成芥子醇，而在拟南芥和木兰中，未检测到４ＣＬ对芥子酸的催化活性，这一结果说明被子植物中Ｓ木质素的合成途径并非一条，因植物种类而异。２．４肉桂醇脱氢酶（ＣＡＤ）与芥子醇脱氢酶（ＳＡＤ）在木质素形成中的作用
人们通常认为，在被子植物中Ｇ和ｓ木质素的形成与肉桂醇脱氢酶（ＣＡＤ）催化反应密切相关，该酶具有将ＣＣＲ还原的醛类中间产物进一步还原为木质素单体的功能。最近Ｌｉ等（２００１）从颤杨（ＰＤｐＭＺＭｓｆ他，，ｌ“ｆＤｆ如ｓ）中分离出一种芥子醇脱氢酶（ＳＡＤ）基因尸ｆ．姒Ｄ，该基因编码的氨基酸序列与颤杨ＰｔＣＡＤ同源性较低。对ＰｔＳＡＤ和ＰｔＣＡＤ进行组织定位和酶动力学实验结果表明，ＰｔＳＡＤ在富有Ｓ木质素的韧皮纤维中显著表达，对芥子醛表现出特异的催化活性；而ＰｔＣＡＤ主要特异定位于Ｇ木质素沉积的木质部区域，对松柏醛有很高的催化活性。因此认为ＳＡＤ和ＣＡＤ表达特性的差异与两种酶特异参与不同细胞类型中Ｓ与Ｇ木质素的合成过程有关，ＳＡＤ特异催化芥子醛向芥子醇的转化，ＣＡＤ则主要参与Ｇ木质素合成的调控过程。
然而，Ａｎｔｅｒｏｌａ和Ｌｅｗｉｓ（２００２）在对ＣＡＤ活性缺失的突变体和转基因植物的研究中发现，当ＣＡＤ活性受到抑制时，Ｓ和Ｇ木质素含量同时减少，且伴随Ｓ／Ｇ比值降低，他们认为植物体内并不存在一种与芥子醇合成相关的特异脱氢酶，被子植物体内的Ｇ．Ｓ木质素合成途径中的还原反应可能是受ＣＡＤ同工酶催化，姒Ｄ基因可能是被子植物进化过程中引入外源基因的结果。可见木质素合成是一个极其复杂的生化调控过程，相关酶类的具体生理功能还需要深入研究。
２．５随机或有序的聚合过程
木质素聚合体的形成是随机聚合还是受严格调控，是近几年争论的一个焦点。一些研究者认为木质素聚合体的形成是游离分子偶联聚合的产物。Ｓａｒｋａｎｅｎ和Ｌｕｄｗｉｇ（１９７１）报告在离体条件下，木质素单体在过氧化物酶或漆酶催化时，会发生脱氢聚合反应，形成一种类木质素聚合体的脱氢聚合体（ＤＨＰ）。这种体外木质素分子的形成取决于单体比例、偶联反应机率、ＤＨＰ中多糖的存在等（Ｔｅｒａｓｈｉｍａ和Ｓｅｇｕｃｈｉｌ９８８，Ｔｅｒａｓｈｉｍａ等
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１９９５，Ｓｙｒｉａｎｅｎ和Ｂｒｕｎｏｗ２０００），也许这种体外模拟的随机聚合方式可以大致反映植物体内木质素的组装过程。
另一些学者则对随机聚合模式提出质疑，他们认为木质索单体的沉积表现出一定的时间顺序和空间格局，从这种分布特征可以推断木质素的聚合是一个高度有序的过程，而非游离基偶联聚合的产物（Ａｎｔｅｒｏｌａ和Ｌｅｗｉｓ２００２，Ｄａｖｉｎ和Ｌｅｗｉｓ２０００）。目前已从植物中分离出许多排列（ｄｉｒｉｇｅｎｔ）蛋白，该类蛋白编码基因在植物中普遍存在。各种实验结果表明，排列蛋白主要在一些可以木质化的细胞壁特定区域如Ｓ１层和胞间层表达，这些区域与木质素沉积起始位点有关，据此推断排列蛋白与植物体内木质素单体聚合的调控机制有关（Ｄａｖｉｎ和Ｌｅｗｉｓ２０００）。然而该模型也有一些问题，如还没有足够的证据说明排列蛋白在木质化过程中所起的作用，还需用反向遗传学方法对该类蛋白的生理功能加以验证；此模型也不能解释木质素的外消旋性与受酶调控的生物合成机制间的矛盾；另外木质素分子空间排列紧凑，而酶蛋白分子体积大，故很少可能分散其中，发挥其催化和调控功能。
３木质素基因工程
Ｆ近年来通过转基因植物对木质素生物合成调控的研究主要表现在３个方面：～是苯丙酸途径上的调控，涉及３种酶：苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）、肉桂酸．４．羟基化酶（Ｃ４Ｈ）和４ＣＬ，它们表达活性的高低，与木质素总量密切相关；二是在木质素特异合成途径上，与木质素单体特异合成相关的酶的调节。主要集中于３种酶，即ＣＯＭＴ、咖啡酰辅酶Ａ（ＣｏＡ）．ｏ．甲基转移酶（ｃｃｏＡＯＭＴ）和Ｆ５Ｈ，这些酶类的表达对木质素含量尤其木质素单体的特异合成影响较大，决定了各种单体在木质素总量中的比例；三是对位于木质素特异合成途径下游酶类的调控，包括两种还原酶ＣＡＤ和肉桂酰．辅酶Ａ还原酶（ＣＣＲ），它们负责将各种羟基肉桂酰．辅酶Ａ（ＣｏＡ）酯最终还原成各种木质素单体，对木质素的合成与代谢也起关键作用。另外，木质素单体的聚合过程可能需要过氧化物酶类的催化，但至今还不清楚后者在木质素聚合过程中的具体功能。３．１苯丙酸途径的生物调控
苯丙酸途径是由ＰＡＬ催化的酶促反应开始，ＰＡＬ是连接莽草酸和苯丙酸途径的关键酶。正义和反义抑制烟草中ＰＡＬ活性，会导致木质素含量降低，伴随Ｓ，Ｇ比值升高，对植物的生长产生不良影响（Ａｎｔｅｒｏｌａ和Ｌｅｗｉｓ２００２）。苯丙酸途径与许多次生代谢产物的合成密切相关，故调控该途径的合成，不仅致使木质素生物合成途径的改变，而且可能影响其它产物的合成，因此极有可能导致植物性状的变化。Ｃ４Ｈ催化肉桂酸向香豆酸的转化，在该酶活性受抑制后，转基因植株木质素含量减少，植物生长无异常现象发生，且Ｓ／Ｇ比值降低（Ｓｅｗａｌｔ等１９９７，Ｂｌｏｕｎｔ等２０００，Ｂｌｅｅ等２００１），这种结果与ＰＡＬ活性受抑制后Ｓ／Ｇ比值升高的结果相矛盾。造成这种现象的原因可能是：（１）通向Ｇ和ｓ木质素特异合成通道在很早的阶段就已经各自分开；（２）Ｃ４Ｈ对Ｓ木质素的生物合成有着较强的调控能力，而Ｇ木质素的途径也许可跨越ｃ４Ｈ的催化步骤；（３）Ｃ４Ｈ可能有一种特殊形式存在于酶复合体或其他代谢通道中，调控Ｓ木质素的生物合成（Ｄｉｘｏｎ等２００１，Ｌｉ等２００１）。
４ＣＬ是连接苯丙酸途径与木质素特异合成途径的关键酶，它将羟基肉桂酸乙酰化生成羟基肉桂酰．ＣｏＡ酯。４ＣＬ基因通常以基因家族形式存在于植物中，４ＣＬ的不同的同工酶在植物中的功能各异。人们主要在３种植物拟南芥、烟草和颤杨（ＰＤｐ“Ｚ淞ｆ旭ｍ“肠ｆ如ｓ）中进行４ＣＬ的表达活性研究（Ｌｅｅ等１９９７，Ｋａｊｉｔａ等１９９７，Ｈｕ等１９９９）。抑制该酶表达会使这些植物木质素含量下降，然而Ｓ／Ｇ比例的变化趋势却各不相同。在转基因烟草中，它使Ｓ／Ｇ比值降低，在转基因拟南芥中使Ｓ／Ｇ比值升高，而在转基因颤杨中Ｓ／Ｇ无明显变化，这可能是由于不同植物中４ＣＬ同工酶对芥子酸催化活性不同所致。不仅如此，几种植物表型上也有差别，转基因的拟南芥表型正常，转基因的烟草矮化，转基因的颤杨生长较快，造成这种生长差异的原因还不清楚。但是根据前人和我们的实验结果不难发现，矮化现象主要表现在４ＣＬ活性受到正义抑制的转基因株系中，反义抑制的烟草中并无类似表型（Ｋａ｛ｉｔａ等１９９７，Ｚｈａｏ等２００３）。这可能是由于正义和反义抑制机理之间有差异，或许是由于所分析的群体较小所致。关于颤杨表
４期赵华燕等：木质素生物合成及其基因工程研究进展３６５
现出生长加速，纤维素含量补偿性增多，Ｌｉ等（２００３）认为前种情况可能是使用组成型启动子所产生的一种负面效应。然而本实验室以中国特有树种毛白杨作为研究对象，采用的是组成型启动子，并未发现４ＣＬ活性受到抑制的转基因株系生长较快的现象，且纤维素的含量无明显变化（待发表的结果）。造成这些差异的原因可能是品种、地域、培养条件与测定方法的不同，因此木质素与纤维素之间代谢补偿机制是否在植物中普遍存在还有待进一步探讨。Ｋａｊｉｔａ等（２００２）用４ＣＬ活性较低的转基因烟草进行制浆实验，结果表明转基因株系木质素易去除，化学药品耗用量少，纸浆产量增加，可见４ＣＺ是较为理想的用于改良造纸原料植物的目标基因。
３．２与木质素单体特异合成相关酶的生物调控从整个木质素合成途径可知，有３种酶与木质素单体的特异合成有关，即ＣＯＭＴ、ＣＣｏＡＯＭＴ和Ｆ５Ｈ，其中ＣＯＭＴ和Ｆ５Ｈ与Ｓ木质素的合成密切相关，尤其Ｆ５Ｈ的羟基化反应是Ｓ木质素合成的限速步骤（Ｒｕｅｇｇｅｒ等１９９９，Ｆｒａｎｋｅ等２０００）。过去对抑制ＣＯＭＴ表达的转基因研究比较多，在大多数ＣＯＭＴ受抑制的转基因植物中（Ｌａｐｉｅｒｒｅ等１９９９，Ｚｈａｏ等２００２）木质素含量变化不大；但也有个别转基因植物在ＣＯＭＴ活性被抑制到足够低时，木质素含量减少（Ｇｕｏ等２００１）；就木质素组分而言，Ｓ木质素均呈下降的趋势，而Ｇ木质素无明显变化，还有～种新组分５．羟基Ｇ木质素积累。这些结果表明ＣｏＭＴ并不影响碳向木质素的转化，Ｓ和Ｇ木质素合成可能在很早的阶段就已经发生分支，ＣＯＭＴ主要催化Ｓ木质素的生物合成；同时也验证了该酶对５．羟基化合物具有特异催化作用。尽管如此，通过对转基因植物中ＣＯＭＴ活性与Ｓ木质素含量下降幅度的比较，发现只有ＣＯＭＴ活性下降到３０％以下时，Ｓ木１质素才有明显改变，这提示ＣＯＭＴ催化的反应可能并非芥子醇生物合成的限速步骤，在ｓ木质素的生物合成途径中可能有一个调控开关（Ａｎｔｅｒｏｌａ和Ｌｅｗｉｓ２００２）。Ｌａｐｉｅｒｒｅ等（１９９９）对ＣＯＭＴ活性仅存１０％的转基因杨树进行制浆实验，由于其木质素结构致密，制浆效率很低。
与ＣＯＭＴ相比，对ＣＣｏＡＯＭＴ在木质素生物合成途径中的作用发现较晚，它可能是早期陆生植物中与木质素合成有关的较原始的酶类。此酶表达受到抑制后，转基因植物木质素含量下降，且Ｓ和Ｇ木质素含量都减少，其中后者减少显著，从而导致Ｓ，Ｇ比值升高（Ｚｈｏｎｇ等１９９８，２０００；Ｇｕｏ等２００１）。这可能是由于ＣＣＯＡＯＭＴ对Ｇ木质素合成的特异调控所致。ｚｈｏｎｇ等（２０００）用傅立叶转换红外光谱对木质素含量下降的转基因杨树进行分析，发现植株木质素结构变得疏松，键间的连接也相对松散，预示制浆中脱木质素相对容易。多数转基因植物生长正常，仅有～例报告，抑制ＣＣｏＡＯＭＴ表达会导致转基因植物生长畸形（Ｐｉｎｃｏｎ等２００１）。产生这种结果的原因可能是由于使用不同的基因家族成员及其表达载体。
通过对突变体和转基因植物的研究发现，Ｆ５Ｈ对Ｓ木质素合成起限速的作用。在Ｆ５Ｈ活性缺失的拟南芥突变体中，仅含有微量的Ｓ木质素；将Ｆ５Ｈ在该突变体中过量表达时，转基因植物中的木质素基本上都是由Ｓ木质素组成的（Ｍａｒｉｔａ等１９９９）；同样将该基因导入正常植株并表达，也会使Ｓ木质素含量增多，且使其在植物中的组织分布特异性消失（Ｆｒａｎｋｅ等２０００），可见该酶是调控Ｓ木质素合成的关键酶。因此Ｆ５Ｈ对于植物木质素的组分改造很有意义，尤其在以Ｇ木质素为主的裸子植物中，若将Ｆ５Ｈ引入其中，会提高Ｓ木质素在木质素总量中的比例，对纸浆生产极为有利。对转Ｃ４Ⅳ．Ｆ５Ｈ基因的杨树进行制浆实验，前者纸浆产量比对照高，用于分离木质素的化学药品用量可以减少，相应的废物排放量降低，因此具有潜在的经济和环保效益（Ｈｕｎｔｌｅｙ等２００３）。３．３术质素特异合成途径下游酶类的生物调控ＣＣＲ催化羟基肉桂酰．辅酶Ａ硫酯向其相应醛的转化，该反应被认为是潜在的碳向木质素分配的控制关节点。抑制该酶表达，木质素含量降低，同时一些非正常的酚类物质增加（Ｒａｌｐｈ等１９９８，Ｃｈａｂａｎｎｅｓ等２００１），但这些物质并不参与木质素的聚合过程。部分转基因株系生长停滞，叶型卷缩，花期延长，导管变形，木质部有颜色变化等。同时对木质素组分也产生影响，Ｓ与Ｇ木质素含量均降低，幅度基本相似，说明ＣＣＲ对于Ｓ和Ｇ木质素生物合成是必需的，非特异地参与Ｓ或Ｇ木质素的合成过程。ＣＡＤ参与木质素单体合成的最后一步还原反应。在转基因植物研
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植物生理与分子生物学学报３０卷
究中，观察到ＣＡＤ活性受到抑制后，其生长正常，木质素含量变化不明显，对Ｓ，Ｇ比值的影响也不大，但会有羟基肉桂醛的积累，这些醛类物质通过自由基偶联反应与其它木质素成分交连，成为木质素组成部分。这种结构的改变，利于脱木质素的生产工艺（Ｏ’ＣｏｎｎｅＵ等２００２）。有些转基因植株生长和发育均正常，但木质部局部区域变成红褐色，呈条状或块状分布，这与醛类物质的沉积有关（ｖａｎＤｏｏｒｓｓｅｌ∞ｒｅ等１９９５）。
上述研究表明，若以不影响植物生长为前提，以降低木质素含量、提高Ｓ，Ｇ比值及制浆效率等为目标衡量转基因植物是否适合用于造纸，则Ｃ４日、４ＣＬ、ＣＣ口ＡＤ肘ｒ、Ｆ５日和（’ＡＤ是较为理想的用于造纸原料植物品质改良的目标基因。尽管如此，我们不应忽略对某些问题的探讨，例如降低植物木质素含量是否有损于植物输导系统和支持系统的完整性，植物以何种补偿机制维持其正常代谢，转基因植物能否经得住恶劣自然环境的考验，转基因效应引起植物什麽样的超微结构变化，转基因效应是否随生长时期加长而回归野生型状态以及这种趋势如何变化等。
４问题与展望
由于木质素合成途径的复杂性，其中某些环节的不确定性及补偿机制的存在，抑制单一酶的表达活性在各类植物中结果不尽相同，往往达不到预期目的。关于转基因植物如何安全有效地应用于生产也是迫切需要解决的问题。以下就这些问题，提出几项应对措施。
４．１多基因共整合载体
多基因共整合载体是将多个与木质素合成相关的基因整合到一个表达载体上，再导入植物中。这种方法与通过传统杂交方法获得纯系目标植物相比，具有不可比拟的优点。能在短期内筛选割具有特定性状的转基因株系。现已有几个实验室开展这方面的尝试，多数结果表明，同时抑制多个基因的表达，具有加和效应。Ｚｈｏｎｇ和我们的研究证实ＣＯＭＴ和ＣＣｏＡＯＭＴ反义基因通过共整合载体的方式导入烟草中，除木质素总含量下降外，Ｓ木质素减少得更多（Ｚｈｏｎｇ等１９９８，Ｚｈａｏ等２００２）。Ｃｈｉａｎｇ实验室利用农杆菌介导的方法将反义４ＣＬ基因和正义乃日基因同时导入颤杨中，在转基因植株内同时具有单独抑制４ＣＬ表达或过量表达Ｆ５Ｈ时的性状，即植物中木质素含量减少５２％，Ｓ／Ｇ提高６４％，同时纤维素增加３０％一．而植株生长并无异常表现（Ｌｉ等２００３）。与以往抑制单个基因表达相比，利用共整合表达载体能更有效地调控植物体内木质素合成途径，了解与木质素合成途径相关的更多信息。进行这方面的研究时，最好将多个基因串联置于同一个启动子下调控，以避免串联重复序列引起的基因沉默。
４．２转录因子
研究表明，对苯丙酸与木质素的合成过程可以在转录水平上加以调控。在许多参与苯丙酸合成代谢途径相关酶基因的启动序列上，都含有一些高度保守的顺式作用元件，它们是某些转录因子的结合位点。因此若想在较大程度上调节木质素的合成，还可通过控制转录因子的表达以抑制多个基因的表达，目前此方面的研究还较少。近期人们通过对木质素合成相关酶基因的启动子序列分析发现，在ＰＡＬ、４ＣＬ、ＣＡＤ等基因的启动子序列上都具有一个ＰＡＬ盒元件，该元件与苯丙氨酸基因的表达调控有关，是一些转录因子如ＭＹＢ和ＮＵｉｍｌ转录因子的结合位点。Ｔａｍａｇｎｏｎｅ等（１９９８）、Ｋａｗａｏｋａ和Ｅｂｉｎｕｍａ（２００１）将这些调控苯丙酸及木质素合成代谢的转录因子基因Ｍ】，曰和Ⅳ“ｉｍｊ正向或反向导入植物中，能同时调节多个相关酶的表达活性，致使植物木质素合成受阻，木质素含量下降。然而不应忽视，一些转录因子是以基因家族的形式出现，转录水平的调控极有可能是多个蛋白因子共同作用的结果，其中一个转录因子也可能同时控制其它途径中基因的表达，故在进行研究时，应确定研究对象的具体功能，以免影响植物正常的代谢活动。
４．３砌妣。干涉（ＲＮＡｉ）技术
ＲＮＡｉ是由双链ＲＮＡ分子介导的、在转录后Ｉｎ】卧『Ａ水平关闭相应基因表达的过程。ＲＮ～一经发现，就引起了生物学界人士的高度重视，因为ＲＮＡｉ技术简单易行，抑制基因表达效率高，已被广泛应用于真核生物基因功能的研究。理论上，几乎所有生物中的基因表达都可能被ＲＮ趟阻断，同样ＲＮＡ沉默也可能使基因表达的抑制子失活，从而使某些基因顺利表达，这为ＲＮＡｉ技术
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提供了广阔的应用前景。目前将此技术应用于植物木质素合成调控的研究还未见报告，进行这方面的探索具有一定的理论意义和应用价值。然而由于木质素是构成细胞支架的主要成分之一，若过早或易位表达，极有可能破坏植物中原有的结构，从而影响整个植物的正常生理活动。因此在应用此技术时，最好使用组织特异性启动子或发育阶段特异性启动子控制目的片段的转录，以使目的基因在特定部位或时间表达或失活。另外，由于木质素合成相关酶基因多以基因家族出现，因此对用于抑制目的基因表达的片段，应该尽量选择与其它基因序列同源性较低的片段，以免植物正常代谢受阻。
４．４寻找与该途径相关的新基因
由于木质素分布和成分组成受外界环境和发育时期影响会发生某些改变，木质素的合成过程比人们预想的复杂，其中可能还涉及一些未知的酶及基因，并且参与木质素合成调节的酶类存在许多同工酶，每一种同工酶在植物体内的确切功能还不很清楚。因此利用现有的及不断发展的实验技术，寻找新基因和确定各种同工酶在植物体内的具体功能，是木质素合成机理研究不可缺少的内容。分子标记技术的发展，为人们开发自然界天然存在的木质素异常突变体，从中寻找新基因提供了极大便利。蛋白质组学的日趋成熟，为分离与发现木质素代谢有关的酶蛋白及相关信息创造了条件。基因芯片技术的兴起，使人们对于单个基因表达信息的认知能力大大增强，从而为寻找与其表达有关的尽可能多的基因提供可能。许多植物基因图谱的构建、大量网络资源及生物信息学的发展，使发现和鉴别新基因及蛋白功能的工作愈发方便快捷。总之，随着生物技术的发展，为寻找与木质素合成相关的新基因创造了更多机会和可能，也为人们充分了解该途径中发生的各种反应机制奠定了坚实的基础。
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木质素生物合成及其基因工程研究进展
作者：赵华燕， 魏建华， 宋艳茹
作者单位：赵华燕,宋艳茹(中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室,北京
,100093)， 魏建华(北京市农林科学院农业生物技术中心,北京,100089)
刊名：
植物生理与分子生物学学报
英文刊名：JOURNAL OF PLANT PHYSIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY
年，卷(期)：2004，30(4)
引用次数：22次
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木质素生物合成是植物体内比较复杂的生化过程,存在多基因、多条途径交互作用.基因工程调节植物木质素合成已成为国际上研究的热点.综述了转基因技术调控植物木质素生物合成的研究进展.提出创造低木质素含量和组分改变的优质新品种,对于造纸和纺织工业等的可持续发展具有重要的意义.
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摘要木质素是一类酚类次生代谢产物,在植物体内行使重要的生理功能,但它却是形成造纸污染的主要来源.利用基因工程手段,在分子水平调节木质素的生物合成,降低木质素的含量或改变组分以培育适合造纸的植物原料树种具有较大的应用价值和环保效益.该研究利用反义RNA技术,主要围绕木质素合成途径中的咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)和4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)的基因调节植物木质素的生物合成,研究取得了如下进展:1.农杆菌介导法将CCoAOMT和4CL基因的反义表达载体导入毛白杨中.PCR-Southern、RT-PCR和Western杂交检测结果显示,两个反义基因均已整合到毛白杨基因组DNA上,并在转录水平表达.通过分子生物学检测手段对转化植株进行筛选,获得批量转基因植株.Klason木质素含量测定分析表明,抑制内源CCoAOMT或
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3.期刊论文李潞滨.刘蕾.何聪芬.董银卯.彭镇华.Li Lubin.Liu Lei.He Congfen.Dong Yinmao.Peng Zhenhua木
质素生物合成关键酶基因的研究进展-分子植物育种2007,5(z1)
木质素是木材中仅次于纤维素的主要成分,占木材干重15%～35%,影响造纸业的造纸工艺和纸张质量.利用基因工程技术调控木质素生物合成途径中的关键酶基因的表达可以降低木质素含量或者改变木质素成分,开发新型植物资源,从源头降低成本,减少污染.本文介绍了木质素合成的过程,木质素合成关键酶:苯丙氨酸氨解酶(PAL),咖啡酸/5-羟基阿魏酸-O-甲基转移酶(COMT),咖啡酰辅酶-A-O-甲基转移酶(CCoAOMT),阿魏酸-5-羟基化酶(F5H),肉桂酰CoA还原酶(CCR)和(肉桂醇脱氢酶)CAD并统计了在GenBank中注册的木质素合成酶关键基因,论文最后就利用基因工程在改良木质素含量中的应用概况和前景做了讨论.
4.学位论文刘雪梅白桦木质素生物合成酶基因分离及遗传转化的研究2005
造纸业中常用的木浆原料包括针叶树和阔叶树，其中针叶树是最好的原料，但针叶树的生长缓慢，限制了在造纸业中的应用。要满足纸浆供应的需求，一个重要的途径是大量采用阔叶木。白桦是东北地区和黑龙江省的主要阔叶树种之一，其适应性和抗逆性较强，生长速度较快，纤维的长宽比(56.7)也适合造纸用。但树木中的木质素含量较高(针叶木为26-30％，阔叶木为23-30％)，而木质素是导致造纸成本增加和严重环境污染的主要原因。因此，降低造纸原料中的木质素含量是源头治理造纸污染的新思路。本研究利用现代生物技术，分离白桦木质素生物合成相关酶CCoAOMT基因和4CL基因，并对CCoAOMT基因进行烟草木质素生物合成调控，研究其功能和调节机制。这会为通过降低造纸原料树种的木质素含量或改变其组分，培育白桦优良纸浆材新品种作一基础研究。
木质素是植物体中仅次于纤维素的一种重要大分子有机物质，在植物体中含量为15％-30％。木质素生物合成是一个多途径、有十多种酶参与的复杂的生化反应，咖啡酰CoA3-0-甲基转移酶(CCoAOMT)和4-香豆酸：CoA连接酶(4CL)是其中两个重要的酶。
本研究第一项内容是应用RT-PCR技术从白桦分离出CCoAOMT基因和4CL基因的cDNA全长序列，分别为744bp和1629bp。BLASTN序列分析结果表明：与白桦CCoAOMTcDNA核苷酸序列同源性最高的是野草莓(Fragariavesca)，为88％，其次为葡萄(Vitis.vinifera)，同源性为86％；与白桦4CLcDNA核苷酸序列同源性最高的是胡桃(Juglans.spp)，同源性为85％，然后依次为悬钩子(Rubus.spp)为81％、紫穗槐(Amorphafruticosa)为80％、苗栗野红豆(GlycinemaxL.)为79％和烟草(Nicotianatabacum)为79％。BLASTP序列分析结果表明：与白桦CCoAOMT氨基酸序列同源性最高的是楮树(Broussonetiapapyrifera)，为92％，其次为颤杨(Populustremuloides)和拟南芥(Arabidopsisthaliana)，同源性均为91％；与白桦4CL氨基酸序列同源性最高的是悬钩子，为77％，其次是响毛杨(Populustomentosa)，为76％。
利用DNA分析软件对多种植物CCoAOMT基因和4CL基因cDNA序列进行多序列比较，结果表明：(1)对于一对特定的两种植物，相同基因的氨基酸序列的同源百分率比核苷酸序列高；(2)基因序列(包括核苷酸序列和氨基酸序列)越长，同源百分率越低。白桦4CL基因核苷酸序列长为1629bp，和其它植物相比，同源百分率范围是58.2％-73.6％，CCoAOMT基因核苷酸序列长为744bp，同源性范围是72.2％-84.4％；(3)不同属的植物同源性和系统发生的亲缘关系，会由于不同的比较序列而发生改变，对于特定的两种植物，不能依赖某一个或几个基因的同源性对二者的亲缘关系下定论；(4)同一基因在某个属的不同种之间，序列的同源性非常高，是高度保守的。
本研究的第二项内容是利用分离的白桦CCoAOMT基因反义转化烟草。将分离的白桦CCoAOMT基因的全长cDNA与载体pBI121进行重组，将重组后的CCoAOMT基因反义表达载体命名为pBPCOA。通过根癌农杆菌EHA105介导，进行烟草的基因转化。在有关报道的基础上确定了烟草转化基本程序，其中的某些要素是：分化培养基类型、无预培养或预培养两天、侵染5-15min、共培养2-4天、采用前期选择、延迟选择和后期选择。利用GUS基因表达检测共培养后2天、4天和未经共培养的烟草叶片，结果前二者均表达，产生靛蓝色物质，而对照没有。共培养后选择培养基中选择压为卡那霉素50-80mg/L，农杆菌抑菌剂为羧苄青霉素250-750mg/L。将在选择培养基上正常生长的烟草苗进行DNA分离，然后利用白桦CCoAOMTcDNA引物以烟草DNA作为模板进行PCR扩增，结果显示：在检测的5株中有2株扩增出了754bp的特异带。最后进行了PCRSouthern杂交检测，结果与对应的PCR结果基本相符，即：T4-1、T4-9和T6-2样品产生较强的杂交信号，T3-1虽然PCR电泳较弱，但杂交信号清晰可见，T3-3无杂交信号，说明是转基因阴性，与GUS检测和PCR检测结果基本相符
，由此断定，T3-1、T4-1、T4-9和T6-2烟草转基因苗基因组DNA已经整合了转入的白桦CCoAOMT基因。
5.期刊论文章霄云.郭安平.贺立卡.孔华.Zhang Xiaoyun.Guo Anping.He Lika.Kong Hua木质素生物合成及其基
因调控的研究进展-分子植物育种2006,4(3)
木质素作为陆地上含量丰富的高分子有机物之一,对植物的结构与防御功能都具有重要作用.然而,它的存在也给制浆造纸工业,苎麻纺织工业及畜牧业生产带来负面影响.因此,对于木质素的生物合成途径及其基因调控的探索已成为研究热点.木质素的生物合成途径十分复杂,存在多基因、多途径的交互作用.利用基因工程技术调控木质素生物合成途径中的关键酶基因的表达可以降低木质素含量或者改变木质素组成成分,从而开发新型植物资源,从源头降低成本,减少污染.本文介绍了修订后的木质素生物合成途径,重点阐述其基因调控的研究成果.并针对应用到实际生产中存在的问题,在木质素调控基因的选择、多基因遗传操作、启动子的选择、转基因技术的选择等方面提出一些可行的建议.
6.学位论文李金花杨树4CL基因调控木质素生物合成的研究2005
本文为了探讨Ptd4CL3在木质素生物合成的作用及其在基因工程育种中的应用前景，以我国杨树工业用材林优良品种为试材，利用Ptd4CL3基因cDNA开展了基因工程下游研究工作，取得了一些研究结果。
1.利用双元载体pBIN19/RT101，将Ptd4CL3的全长cDNA片段1.6kb，分别反向和正向插入双元载体pBIN19/RT101的CaMV35S启动子之后，构建了该基因的反义和正义表达载体“pBIN19/RT101-AS4CL”和“pBIN19/RT101-S4CL”，并成功地转入了根癌农杆菌GV3101中。
2.以白杨派杂种无性系“INRA717”(P.tremula×P.albacl.‘INRA717-1-B4’)为参照，选择我国杨树工业用材林主栽优良品种107杨
(P.canadensiscl.‘Neva’)、108杨(P.canadensiscl.‘Guariento’)、109杨(P.deltoides×P.albacl.‘Mincio’)、110杨
(P.deltoides×P.maximowicziicl.‘Eridano’)和111杨(P.canadensiscl.‘Bellotto’)等5个品种(黑杨派或派间杂种无性系)为试材，对其叶片再生体系进行了优化，建立了高效的叶盘法农杆菌遗传转化程序，并获得了经抗Kan生根筛选的正义和反义4CL基因结构的转基因植株进行参试，以白杨派杂种。
(1)以MS为基本培养基附加不同浓度的6-BA、TDZ和NAA，建立了5个参试品种的组织培养扩繁体系，茎段外植体培养基(MS+6-
BA0.1mg/L+NAA0.02mg/L)诱导腋芽增殖，生根培养基为[MS(1/2基本盐)+NAA0.02mg/L+IBA0.02mg/L]。
(2)对5个参试品种的叶片再生体系进行了优化，愈伤组织诱导培养基(MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.05mg/L+TDZ0.05mg/L)的诱导效果最好，并建立了高效的叶盘法农杆菌遗传转化程序，利用农杆菌进行遗传转化，获得了经抗Kan(50mg/L)生根筛选的的正义和反义4CL基因结构的转基因植株。
3.利用PCR检测初步筛选出了批量转基因植株，在6个品种上均获得了正义和反义基因结构的转基因植株。对在温室培养10个月的717杨和110杨的转基因植株进行4CL酶活性和Klason木质素分析，与对照植株相比，转基因植株木质部中4CL酶活性降低了10％～50％，木质素含量降低10％～40％，且转基因植株的形态和生长发育未见异常。结果表明，利用反义RNA技术抑制4CL基因表达，能有效降低转基因植株4CL酶活性和木质素含量，并且正义和反义4CL基因机构的转化均引起了转基因植株的4CL酶活性和木质素含量减低，已经筛选出了木质素含量下降10％以上的717杨和110杨的转基因株系。
4.利用717杨转基因植株和对照植株进行RT-PCR反转录分析，正义和反义4CL基因结构的导入，均能导致转基因内源4CL基因的转录产物减少，4CL基因的表达在转录水平上受到了抑制，并且反义基因结构比正义基因结构对基因表达的抑制作用明显。
该研究不仅获得了6个杨树品种的转基因植株，而且为进一步认识木质素生物合成途径提供更丰富的研究信息，也为107杨、108杨和110杨等品种的木质素基因工程改良奠定了理论和实践基础。
7.期刊论文聂会忠.崔兴凯.刘长斌.高志芳.薛永常木质素生物合成及其在农业中的应用-河南农业科学
2007,""(4)
木质素是维管植物中主要组成成分之一,由多种芳香族化合物聚合而成,具有重要的生物学功能.木质素的生物合成分子机理及其基因调控研究引起人们极大关注.为此,综述了木质素的生物合成及其基因调控中的新进展,同时介绍了木质素在农业中的应用.
8.学位论文赵华燕利用反义RNA技术进行木质素生物合成调控的研究2004
木质素是一类酚类次生代谢产物,在植物体内行使重要的生理功能,但它却是形成造纸污染的主要来源.利用基因工程手段,在分子水平调节木质素的生物合成,降低木质素的含量或改变组分以培育适合造纸的植物原料树种具有较大的应用价值和环保效益.本研究利用反义RNA技术,主要围绕木质素合成三种相关酶咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)、咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)、4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)的基因对植物木质素生物合成途径调节的研究,取得如下进展:1.农杆菌介导法将COMT和CCoAOMT基因的单价和双价的反义表达载体导入烟草,比较了两个甲基化酶的功能.2.对克隆的4CL基因进行了表达特性分析,RT-PCR分析表明,分离的毛白杨4CL基因主要在木质部丰富表达,叶中表达量较少,树皮中不表达.3.为了优化现有的表达框架,使目的基因更有效地调节木质素的生物合成,应用PCR技术从毛白杨基因组中分离得到C4H(肉桂酸4-羟基化酶)基因启动子片段(GenBank注册号:AY351673).4.首次从水稻中华10号(Oryza sativa L.ssp.japonica)分离了CCoAOMT基因家族的三个成员,对其基因结构及表达特性的分析表明,该基因家族的三个成员与水稻的木质化进程关系密切,研究结果有助于了解单子叶植物中的甲基化途径发生机制,为高产水稻抗倒伏和茎杆饲料作物的遗传改良奠定了基础.
9.期刊论文金顺玉.卢孟柱.高健基因工程调控木质素生物合成研究现状及在竹子上改良的应用前景-安徽农业科
学2008,36(20)
利用基因工程手段调控木质素合成途径中关键酶基因能降低木质素含量,改变木质素组成,提高造纸工业中纸浆的得率,减少能源的消耗和降低成本,有利于环境保护.对木质素生物合成中涉及的几种重要酶类及这些酶的基因工程概况进行了综述,总结了现阶段木质素研究中存在的一些问题,提出了一些更有效地利用基因工程改良植物的对策和建议,展望了生物技术手段在竹子改良上的应用前景.
10.期刊论文孔华.郭安平.郭运玲.刘恩平.贺立卡.KONG Hua.GUO Anping.GUO Yunling.LIU Enping.HE Lika木质
素生物合成及转基因调控研究进展-热带农业工程2009,33(5)
在制浆造纸过程中,将木材原料中木质素与纤维素分离,不仅能耗高,成本高,而且废弃物还污染环境.利用基因工程技术调控木质素生物合成途径中的关键酶基因的表达可以降低木质素含量或者改变木质素组成成分,从而开发新型植物资源,从源头降低成本,减少污染.介绍了木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展,并对今后的研究进行了展望.
引证文献(22条)
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