马尾松R2R3-MYB8转录因子荧光定量及功能分析文献综述

 2022-07-06 03:07

文献综述

摘要:在植物中,MYB类的转录因子是最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、逆境胁迫中起到重要的作用,本文对MYB类转录因子木质素生物合成的调控进行了综述,为研究降低马尾松(Pinus massoniana)木质素提供理论基础。

关键词:马尾松、木质素、木质素合成、转录因子

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,具重要生物功能。其填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度,利于疏导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭[1]。然而,木质素的存在不利于资源植物的应用。马尾松作为重要纸浆材树种,木质素去除的难题严重影响木质纤维的开发利用,不仅需要大量使用化学药品消化木质素,加大造纸成本,而且严重污染环境。因此,在不影响植物生长发育的前提下,改变树种木质素含量或组成成分成为研究热点。本文对木质素的生物合成及其调控进行了综述,为研究降低马尾松木质素提供理论基础。

1.马尾松概况

马尾松属于松科(Pinaceae)松属(Pinus),其针叶束丛形似马尾而得名,树皮红褐色,下部灰褐色,裂成不规则的鳞状块片;针叶2针一束,稀3针一束,边缘有细锯齿;树脂道约4-8个,边生;雌雄球果单性,同株,球果卵圆形或圆锥状卵形;花期4-5月,球果翌年10-12月成熟[2]

马尾松是我国特有乡土树种,遍布华中华南西南等地区。马尾松喜光、不耐庇荫,喜温,在年降水量800-1800mm的地方生长良好,怕水涝;对土壤要求不严格,喜微酸性土壤,不耐盐碱,适应性强。马尾松具有着很高的经济价值,是我国工农业生产上的重要用材。马尾松木材中含纤维素达45%-62%,是我国纸浆材的重要来源,也是我国主要产脂树种,松脂中主要成分松油和松节油是许多轻、重工业的重要原料[3]

2.木质素的生物合成

在硬木中木质素主要含芥子醇(sinapyl alcohol)和松柏醇(coniferyl alcohol);而软木材木质素主要由松柏醇组成;松类紧密的木材多含香豆醇(coumaryl alcohol)[4]。对于木质素生物合成途径的研究至今还未完全清楚,目前普遍认为其合成可分为3个步骤:莽草酸途径、苯丙酮酸途径、木质素合成的特异途径[5]。在高等植物中,木质素通过苯丙烷途径和木质素特异途径合成。苯丙氨酸经一系列代谢最终合成4种木质素单体(图1)[6-7],这一过程也经多次修改与核定,且已被证明木质素的合成比起初认为的更为复杂。Katsuyoshi等[8]研究表明,在杨树中芥子酸不是S-木质素合成的前体但可以诱导提高S-木质素合成相关的酶(PAL,C4H,4CL)对阿魏酸的活性,提高杨树愈伤组织S-木质素生物合成。Kazuchika等[9]报道,被子植物S-木质素生物合成通过多条途径进行,取决于植物种类。刺槐(Robinia pseudoacacia)、夹竹桃(Nerium indicum)中有由4CL催化从芥子酸经芥子酰CoA产生芥子醇前体的又一个途径。

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