过表达EPSPS基因提高栽培稻与杂草稻/野生稻杂种后代的木质素含量研究
2021-01-13蔡星星卢宝荣
复旦学报(自然科学版) 2020年6期
吴 晋,方 佳,蔡星星,卢宝荣
(复旦大学 生命科学学院 生物多样性与生态工程教育部重点实验室,上海 200438)
莽草酸循环(shikimic acid cycle)广泛存在于所有植物以及多种微生物中,是碳水化合物代谢和次生代谢的重要中转站,并为其他次生代谢的途径提供底物[1-2].莽草酸途径的产物是苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸,而苯丙氨酸和酪氨酸是木质素合成的重要前体物质[3].木质素合成一般由苯丙氨酸和酪氨酸经过一系列合成途径形成木质素单体,再由这些木质素单体聚合而形成成熟的木质素多聚物[4].通常根据不同木质素单体的形成,可以将其分为3种:对羟基苯基木质素(H-木质素),愈创木基木质素(G-木质素)和紫丁香基木质素(S-木质素),而这3种木质素对应来源的3种单体分别是:对香豆醇,松柏醇和芥子醇[5-6](图1).通常在单子叶植物中,G-木质素的含量最高,约占木质素总量的42%~80%[7-8].
木质素是自然界含量较丰富的芳香族高聚物,仅次于纤维素的含量[9-10],主要存在于植物次生结构中,是构成植物细胞壁的主要成分之一,其中以次生组织中导管与管胞等结构的木质素含量最高[11].木质素填充于细胞壁中,大大加强了细胞壁的硬度,使植物细胞获得了一定的机械强度和抗压能力,有利于植物水分的运输及细胞生理和结构的变化[12].因此,木质素有益于植物的生长发育过程,对于支撑植物的躯干、抗病、抗逆等有着不可缺少的作用[13].此外,近年来的研究表明,高含量的植物木质素……
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