紫花苜蓿CCoAOMT 基因家族的鉴定、进化及表达分析
2021-11-22马倩闫启张正社吴凡张吉宇
马倩,闫启,张正社,吴凡,张吉宇
(兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室,兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室,兰州大学草地农业教育部工程研究中心,兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州730020)
畜牧业的可持续发展离不开优质饲料资源的供给。享有“牧草之王”赞誉的豆科(Leguminosae)牧草——紫花苜蓿(Medicago sativa),茎叶中富含营养物质,粗蛋白含量高是其成为畜牧业发展中重要蛋白饲料的原因[1]。它可制作成青贮饲料,又可以收割制作成优质干草,是目前世界上栽培最广泛的一种豆科牧草[2]。木质素是一种苯基丙烷络合物,紫花苜蓿主要包含S 和G 型木质素,是构成紫花苜蓿细胞壁的主要成分,使其有一定的机械强度[3]。然而,紫花苜蓿中的高木质素含量直接影响牲畜的消化和吸收,给畜牧业生产带来负面影响。培育低木质素紫花苜蓿可以有效地提高其消化率,相应地提高动物的生产性能,促进畜牧业可持续发展。
目前,降低木质素含量主要是通过下调表达木质素生物合成途径中的某种或多种关键酶基因,从而显著降低转基因植物中的木质素合成效率[4−6]。木质素生物合成途径大致分为3 种——莽草酸途径、苯丙烷途径和木质素的特异合成途径。咖啡酰辅酶A 氧甲基转移酶(caffeoyl CoAO-methyltransferase,CCoAOMT)是苯丙烷途径中调控G 木质素合成的关键酶之一[7−9]。CCoAOMT基因首先在欧芹(Petroselinum crispum)中克隆到[10],随后被证实参与木质素的生物合成[11]。对拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的CCoAOMT进行突变,通过分析木质素的含量表明,突变体植株中的木质素含量比野生型明显减少,且G 木质素的含量也相对下降[12]。……
