米乐m6官方网站【会长：中钵良二】（以下简称“AIST”）生物过程研究部【研究主任：田村智博】植物功能控制研究组特别研究员坂本信吾、首席研究员光田信孝等人为日本林业与林产综合研究所【会长：泽田】春夫】（以下简称“森林研究所”）森林生物研究中心中心[主任：吉田一正]森林生物研究实验室与首席研究员高田直树和主任谷口彻合作，利用水稻基因杨树的木头。
该技术控制水稻的木材产量OsSWN1转录因子通过对杨树进行基因改造，可以将木材生产力提高约40%，木材强度提高约60%，并且不会对杨树生长产生任何负面影响。将来，木材衍生的生物乙醇是啊生物塑料、开发高强度木材、高效生产下一代木质燃料和材料2
这项技术开发是作为日本科学技术振兴机构（JST）的战略创意研究促进项目（先进低碳技术开发：ALCA）的研发任务的一部分而进行的，并于2016年1月27日19:00（日本时间）发表科学报告
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| 将控制水稻木材生产的转录因子基因引入杨树中，以提高木材质量 |
为了遏制全球变暖并替代未来将耗尽的化石燃料，植物源燃料和材料的开发正在取得进展。然而，目前植物源生物乙醇和生物材料面临着与食品生产竞争的问题，人们对以非食品木材制成的第二代生物乙醇和生物材料的开发和广泛使用寄予厚望。因此，提高植物的木材生产力是一个重要问题，但迄今为止，增加木材产量的尝试对植物生长产生了负面影响，因此需要能够在不抑制植物生长的情况下提高木材生产力的技术。
AIST正在进行植物转录因子的研究和开发，并开发了自己独特的转录因子修饰技术CRES-T 方法的发展并使用它“玫瑰盛开的仙客来'' 开发 (2010 年 3 月 16 日 AIST 新闻稿)，发现控制角质层形成的转录因子 (2013 年 5 月 24 日 AIST 新闻稿）、拟南芥控制木材生产转录因子 NST1、NST3此外，林业及林产研究所在林木育种和基因改造技术开发方面也取得了突出成果。此次，双方致力于利用转录因子提高植物木材的生产率和加工性能的研究和开发，并成功取得了这项研究成果。
这项研究是 JST 战略创意研究促进项目（先进低碳技术开发：ALCA）技术领域“生物技术”的一部分 [运营主管：Akihiko Kondo] 研发主题“从头开始开发新木材质量（从 2011 财年开始）”[研究和开发代表：Nobutaka Mitsuda]。
该技术使用控制拟南芥木材生产的 NST1 和 NST3 转录因子同源基因纤维细胞为了在纤维细胞中表达这个水稻OsSWN1基因，该区域决定了植物中拟南芥NST3基因的表达位点（发起人)。 NST3转录因子基因主要在纤维细胞中表达，其启动子可诱导纤维细胞中的基因表达。结合了这些的基因构建（图1）被引入（转基因）拟南芥，即使在通常不会发生木材生产的地区也观察到木材生产，并且发现木材过量积累。另一方面，当使用拟南芥天然NST3转录因子代替OsSWN1转录因子作为对照时，几乎没有观察到这种现象。
接下来，我们在该基因构建体中的水稻 OsSWN1 基因中添加了一个增强转录因子活性的区域 (VP16)，并将其引入（基因重组）杨树植物中。与拟南芥一样，在大约 15 厘米的幼苗中，在通常不产生木材的区域观察到木材生产（图 2B）。此外，在通常产生木材的纤维细胞中，重组杨树中的木材积累得更厚（图2D）。
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| 图1 这次使用的基因构建体 |
| 在拟南芥纤维细胞 (NST3pro) 中诱导基因表达的区域与促进水稻木材生产的转录因子基因 (OsSWN1(-VP16)) 相连。 |
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| 图2 非重组杨树（左）和重组杨树（右）的横截面视图和纤维细胞 |
| A 和 B 中的红色染色是在木材中木质素的存在可以看出，在重组杨树(B)中，通常不木质化的部分(外围和中心部分)已木质化。此外，在纤维细胞中，可以证实重组杨树(D)中积累的木材比非重组杨树(C)中积累的木材更多。 |
当这些杨树长到60厘米左右的高度并详细检查时，发现对生长没有负面影响，但木材堆积过多，而且重组杨树的茎平均密度比非重组杨树高出约40%，断裂强度也高出约60%（图3）。
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| 图3 非重组杨和重组杨的生长状况(A)、木材品质(B)、密度(C)、断裂强度(D) |
| 可以看出，即使树长到约60厘米(A)，也不会对生长产生负面影响，并且木材质量的增加得以维持(B)。此外，平均而言，所创建的 5 个重组杨树品系的密度增加了约 40% (C)，断裂强度提高了约 60% (D)。 (C)和(D)中的“*”表示非重组杨树和重组杨树之间的值在统计上显着不同。 |
以后我们会做其他的事情比如加强光合作用能力生物质除了通过结合生产改进技术进一步提高产量之外，我们还旨在通过对强化木材中的木质素进行改性来提高加工性能和糖提取率。除了杨树之外，我们还会考虑将这项技术应用到桉树和金合欢等树木上。到2030年左右，木质生物乙醇的生产效率将提高50%，该技术将应用于全球种植的20%的木材生产植物，每年产生约4000万吨二氧化碳。2旨在实现减排效果。