近日, 中国科学院青岛生物能源与过程研究所付春祥研究员带领的能源作物分子育种研究组, 通过特色资源筛选, 突变体鉴定和木质素基因工程调控等工作, 在木质素合成调控机制研究方面取得新成果, 获得了多个细胞壁降解效率高, 且具有潜在商业化利用价值的植物资源.
由于维管植物细胞壁中木质素的存在, 细胞壁中丰富的纤维素和半纤维素等具有重要经济价值的多糖类物质难以被充分利用, 从而制约了畜牧业, 造纸和生物能源的生产效率, 同时也造成了资源浪费和环境污染.
木质素主要存在于秸秆和木材中. 每年我国农业生产中产生的各类秸秆高达7亿多吨, 而玉米秸秆约有3.5亿吨. 如何变废为宝, 高效率低成本地利用玉米及其他作物秸秆, 成为当前世界各国在生物质资源利用领域的研发热点.
付春祥团队的研究表明, 通过调控木质素合成途径偶联的甲基供体的代谢, 能够显著改变木质素的合成, 并提高细胞壁的转化利用效率.
该研究工作加深了人们对木质素合成调控的认识, 为当前木质素合成调控提供了新的研发方向. 与该研究工作相关的基因资源, 技术体系和种质资源也形成了独立的知识产权, 并进行了专利申报.
今后进一步对上述基因资源的深度消化和搭配利用, 有利于通过分子设计育种培育出更多低成本高转化效率的能源与饲料作物新品种.
