研究揭示杨树木质素单体合成的的表观调控机制

12月17日，国际植物学著名刊物New Phytologist（新植物学家，IF：7.3）在线发表了西南大学罗克明教授研究组题为“MicroRNA6443-mediated regulation of FERULATE 5-HYDROXYLASE gene alters lignin osition and enhances saccharification in Populus tomentosa（miR6443通过调控阿魏酸-5-羟化酶的表达调控杨树木质素单体合成）”的研究论文。该研究揭示了microRNA6443通过转录后调控阿魏酸-5-羟基化酶基因F5H表达，实现对杨树木材中木质素单体合成的精准调控。

杨树（Populus spp.）是世界范围内广泛种植的速生树种，是重要的造纸原料和建筑用材，同时也被列为生物能源产业的原料之一，具有重大的科学意义和产业前景。

罗克明课题组长期致力于解析杨树木质素合成调控的分子机制。本文中，课题组在杨树中鉴定到了一个特有的小RNA——microRNA6443，该microR6443能够识别和靶向阿魏酸-5-羟基化酶基因F5H的转录本，而F5H是木质素单体生物合成的一个关键基因。作者的研究显示，microR6443在杨树的茎中特异表达，通过介导其转录本的降解来抑制F5H，调控了木质素单体的合成并影响了木材中木质素的组分构成。在降低内源microR6443水平的转基因杨树中，S-木质素的含量显着上调，而G-木质素的含量下调，总木质素含量基本不变。而在microR6443超量表达的转基因杨树中，木质素单体的合成变化则刚好相反。进一步的木材降解实验证明，通过改变miR6443水平可以提高杨树木材被分解提取纤维素和产生单糖的效率。该研究为利用现代生物技术改良杨树品系，从而提高木材降解及转化生物能源的效率提供了一个新的策略。 (100yiyao.com）