科學家揭示楊樹木質素單體合成的的表觀調控機制

　　12月17日，國際植物學著名刊物New Phytologist（新植物學家，IF：7.3）在線發表了西南大學羅克明教授研究組題為“MicroRNA6443-mediated regulation of FERULATE 5-HYDROXYLASE gene alters lignin osition and enhances saccharification in Populus tomentosa（miR6443通過調控阿魏酸-5-羥化酶的表達調控楊樹木質素單體合成）”的研究論文。該研究揭示了microRNA6443通過轉錄后調控阿魏酸-5-羥基化酶基因F5H表達，實現對楊樹木材中木質素單體合成的精準調控。

　　楊樹（Populus spp.）是世界范圍內廣泛種植的速生樹種，是重要的造紙原料和建筑用材，同時也被列為生物能源產業的原料之一，具有重大的科學意義和產業前景。

　　羅克明課題組長期致力于解析楊樹木質素合成調控的分子機制。本文中，課題組在楊樹中鑒定到了一個特有的小RNA——microRNA6443，該microR6443能夠識別和靶向阿魏酸-5-羥基化酶基因F5H的轉錄本，而F5H是木質素單體生物合成的一個關鍵基因。作者的研究顯示，microR6443在楊樹的莖中特異表達，通過介導其轉錄本的降解來抑制F5H，調控了木質素單體的合成并影響了木材中木質素的組分構成。在降低內源microR6443水平的轉基因楊樹中，S-木質素的含量顯著上調，而G-木質素的含量下調，總木質素含量基本不變。而在microR6443超量表達的轉基因楊樹中，木質素單體的合成變化則剛好相反。進一步的木材降解實驗證明，通過改變miR6443水平可以提高楊樹木材被分解提取纖維素和產生單糖的效率。該研究為利用現代生物技術改良楊樹品系，從而提高木材降解及轉化生物能源的效率提供了一個新的策略。