毛竹筍在快速生長期的木質化調控網絡

李紫陽 楊克彬 高志民

(國際竹藤中心 北京 100102)

隨著城市化、工業化和社會經濟的發展，對不可再生化石材料的需求不斷增加，開發利用非木材生物質資源成為必然。竹子因其產量高、生長周期短而成為一種具有應用前途的木質纖維素原料，同時優異的機械和拉伸強度以及彈性，使其成為木材的良好替代品。竹材的力學性能在很大程度上取決于纖維細胞壁的木質化程度，而木質素的合成和沉積則伴隨著次生細胞壁(SCW)的形成。木質素的含量和分布是竹材具有優異力學性能的基礎，也是竹材加工工藝的重要基礎。因此，全面解析竹材木質素生物合成的調控網絡，制定切實可行的策略調控竹材木質素組成，不僅有助于提高竹材的力學性能，而且對竹材資源的開發利用有重要意義。

木質素是一種芳香族細胞壁聚合物，其含量在維管植物中僅次于纖維素，它主要沉積在加厚的次生細胞壁中，對于機械支持、脅迫響應和木材的形成是不可或缺的。木質素的生物合成是通過苯丙氨酸解氨酶(PAL) 將苯丙氨酸脫氨形成肉桂酸，經過各種酶的催化，最終由漆酶(LAC)和過氧化物酶氧化形成木質素聚合物。目前，在木質素生物合成的遺傳調控網絡中鑒定出大量NAC、MYB 和其他轉錄因子家族的成員，它們進一步調節下游的酶基因。此外，在這個網絡中這些遺傳因子還受到許多miRNA 的靶向調控。研究表明，水稻木質素生物合成的多個遺傳因子(miRNA 和轉錄因子) 調控木質素生物合成相關酶基因的表達?！?br>