木质素基因调控对木材细胞壁化学组分与微观结构影响的研究进展
2018-02-13刘苍伟苏明垒王玉荣赵荣军
西北农林科技大学学报(自然科学版) 2018年2期
刘苍伟,苏明垒,王玉荣,赵荣军
(中国林业科学研究院 木材工业研究所,北京 100091)
木质纤维材料是重要的生物质能源和制浆造纸原料。随着化石能源物质枯竭以及社会经济发展对木质纤维材料的需求日益增加,定向培育优质速生人工林成为保障木质纤维材料供应的重要途径之一。木质纤维材料主要来源于木材细胞壁,由纤维素、半纤维素和木质素3种高分子聚合物组成[1-3]。其中纤维素是构成细胞壁的基本骨架,木质素与半纤维素作为基质,沉积在纤维素框架内[4]。纤维素和半纤维素是木质纤维材料作为生物质能源和制浆造纸原料的主要利用成分,其相对含量高低和提取工艺的难易,是评价木质纤维材料优劣的主要指标[2,5],但木质素的存在影响了木质纤维材料可发酵糖的提取,降低了纸张质量,阻碍了木质纤维材料的利用。因此,在分子水平上调控木材细胞壁木质素的含量和结构,提高木质纤维材料品质,已成为国内外学者的研究热点[2,5-7]。
通过调控木质素生物合成基因使木质素合成途径受阻,降低木质素含量或改变其结构从而提高纤维素分解和糖转化效率,对于木质纤维材料利用具有重大意义[2,7]。但从遗传学与生物学角度来讲,植物都有自我调节机制,改良植物体的单个目标性状,会对其他性状产生影响,如改变细胞壁木质素的含量,会引起纤维素代偿性增加[8]。目前人们也认识到,含有木质素、纤维素和半纤维素等化学组分的细胞壁,不仅是一个机械支持和保护原生质体的结构,而且是一个能进行代谢活动的结构,它参与着细胞的生长、分化、识别、抗病等过程[9-10]。……
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