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更新(月/日/年):2019 年 12 月 13 日

无木质素木材的生产

– 用初生细胞壁替换植物次生细胞壁 –


研究员:生物生产研究所植物基因调控研究组研究员坂本真吾和组长光田信隆

要点

与墨尔本大学、不列颠哥伦比亚大学和其他各方合作,研究人员发现了调节植物原代细胞壁形成的基因,通过引入发现的基因产生了无木质素的细胞壁,并证明所产生的葡萄糖产量大约是野生型水平的两倍。

图
野生型拟南芥(左),nst1 nst3缺乏次生细胞壁的双突变体(中)和新开发的转基因植物(右)


背景

木质生物质资源有助于减少二氧化碳2排放,因为它们可以成为下一代生物燃料和生物材料的来源。然而,植物次生细胞壁(木材)中含有的木质素抑制生物质分解,这一直是燃料和材料生产的障碍。因此,需要开发低木质素木质生物质资源。

新结果

拟南芥被用作模型植物,从约1800个转录因子中选择约300个,并将其引入不形成次生细胞壁的突变体中。对引入转录因子的所有植物进行了分析,发现大约10个转录因子在突变体中诱导增厚的初生细胞壁样细胞壁形成。尽管细胞壁增厚,这些转基因植物中的纤维细胞几乎不含木质素,因此生物质分解更有效。

未来计划和潜在应用

研究人员将开发一种技术,通过在增厚的初生细胞壁样细胞壁上额外积累木材中通常含有的细胞壁成分,可以生产适合工业用途的木材,同时保持接近天然木材的特性。







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