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分子植物育种
(
网络版
), 2011
年
,
第
9
卷
,
第
1545
-
1555
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2011, Vol.9, 1545
-
1555
http://mpb.
5th
.sophiapublisher.com
1545
研究评述
A Review
木质素生物合成相关酶基因调控的研究进展
吕淑萍
,
倪志勇
,
范玲
新疆农业科学院核技术生物技术研究所
,
乌鲁木齐
, 830091
通讯作者
: fanling@xaas.ac.cn;
作者
分子植物育种
, 2011
年
,
第
9
卷
,
第
75
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0075
收稿日期：
2011
年
05
月
03
日
接受日期：
2011
年
05
月
20
日
发表日期：
2011
年
06
月
15
日
这是一篇采用
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,
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引用格式：
吕淑萍等
, 2011,
木质素生物合成相关酶基因调控的研究进展
,
分子植物育种
Vol.9 No.75 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0075)
摘
要
木质素是由
3
种不同的木质素单体聚合而成的，其含量和单体组成与植物体的许多功能密切相关。木质素的生物
合成首先是通过莽草酸途径在一系列酶的催化作用下转化为芳香族氨基酸，在苯丙氨酸解氨酶
PAL
的作用下形成反式肉桂
酸，经过羟基化、甲基化等一系列反应形成木质素单体，最后木质素单体聚合形成木质素。本文根据其反应过程介绍与木质
素生物合成中关键酶基因的研究进展。此外，从木质素特异性启动子以及转录因子的调控等方面介绍了木质素生物合成基因
调控的研究趋势。完整的介绍了木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展，并对今后的研究进行了展望。
关键词
木质素
;
木质素生物合成
;
基因调控
Recent Advance in Study of Lignin Biosynthesis Enzymes Gene Regulatory
Research
Lv Shuping , Ni Zhiyong , Fan Ling
Institute of Nuclear and Biological Technologies, Urumqi, 830091, P.R. China
Corresponding author, fanling@xaas.ac.cn;
Authors
Abstract
Lignin is a three different monomers lignin aggregate of its content and admixture with plants of the many functions
related. The synthesis of lignin begin with shikimic acid, it transform to aromatic amino acid under promotion of a series of enzyme.
The aromatic amino acid is formed trans-cinnamic acid by PAL, then, it became lignin monomers after a series of reactions. Finally,
lignin monomers aggregate form lignin. The recent advance in study of lignin biosynthesis is involved in this article by course of
reaction. In addition, Lignin biosynthesis gene regulatory research would be introduced by xylem-specific promoters, and
transcription factors and so on. Finally, The developments of lignin biosyn thesis and genetic regu lation are reviewed and the
prospect for further development is also made herein
．
Keywords
Lignin; Lignin biosynthesis; Gene regulation
研究背景
木质素是地球上数量上仅次于纤维素的有机
物，占生物圈有机碳的
30%(
李金花等
, 2007)
。木质
素是包围在木纤维等管束细胞和厚壁细胞壁外的
一类物质，由苯丙烷衍生物以醚键或碳键
(
少数
)
连
接而成，其分子量从几百到几百万。由于木质素是
由香豆醇、松柏醇和芥子醇三种不同的单体聚合而
成，因此可将木质素分为紫丁香基木质素
(S-
木质
素
)
、愈创木基木质素
(G
-木质素
)
和对一羟基苯基木
质素
(H
-木质素
)3
种类型
(
付伟等
, 2004,
生物学通
报
, 39(2): 12-14)
。木质素是维管植物进化过程中的
结构产物之一，在细胞壁木质化过程中，逐步渗入
到细胞壁，填充于纤维素构架内，加大了细胞壁的
硬度，增强了细胞的机械支持力或抗压强度，促进
机械组织的形成，又由于木质素具有高硬度、水不
溶性、难降解以及多酚类物质的化学特性，使得它
在植物体中起着支持植物体、水分输导以及增强抵
抗病虫害等的重要作用
(
陈永忠等
, 2003)
。
紫外差异显微镜和扫描电子显微镜分析表明，
木质素合成最初发生在原生细胞壁中，然后沿着径
向壁扩展；次生壁的木质化比细胞角发生得更早一
些，在多糖合成活跃的位置木质化速度较慢，初生