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    象草葉片和莖稈木質(zhì)素合成相關(guān)基因的表達(dá)模式分析

    2020-08-29 04:10:56付程程黃淮安周夢(mèng)蝶鐘天秀張向前解新明
    華北農(nóng)學(xué)報(bào) 2020年4期
    關(guān)鍵詞:莖稈木質(zhì)素單體

    付程程,黃淮安,周夢(mèng)蝶,鐘天秀,張向前,陳 曙,解新明

    (華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院,廣東 廣州 510642)

    木質(zhì)素是一種酚類聚合物,是植物體內(nèi)含量?jī)H次于纖維素的有機(jī)高分子物質(zhì),占地球生物圈有機(jī)碳的30%左右[1]。在形成細(xì)胞壁的過(guò)程中,木質(zhì)素起很重要的作用,它主要存在于木質(zhì)部中,通過(guò)形成交織網(wǎng)使細(xì)胞壁更加堅(jiān)固[2],從而保護(hù)植物免受真菌侵害,給植物提供機(jī)械支撐,維持良好的硬度,承受整株植物的重量[3-4]。在陸生植物的進(jìn)化過(guò)程中,木質(zhì)素與植物的直立生長(zhǎng)習(xí)性息息相關(guān),其合成過(guò)程也是逐漸適應(yīng)陸地生存的特征之一[5]。木質(zhì)素不容易被食草動(dòng)物消化,含量的高低可影響飼草的吸收效率和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[6]。研究表明,木質(zhì)素主要是由3種單體組成,分別是芥子醇、香豆醇和松柏醇,三者都是由苯丙烷衍生物通過(guò)不同的羥基化和甲基化形成的,再經(jīng)化學(xué)鍵連接[7]。在不同的植物種類中,3種木質(zhì)素單體所占比例皆不相同,G-S型木質(zhì)素主要由松柏醇與芥子醇聚合而成,存在于雙子葉植物;G型木質(zhì)素主要由松柏醇聚合而成,存在于裸子植物與蕨類植物;H-G-S型木質(zhì)素不同程度地包含著這3種木質(zhì)醇單體,主要是單子葉植物[8]。研究這3種木質(zhì)素單體形成過(guò)程中的關(guān)鍵酶基因的作用是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),很多研究者分析木質(zhì)素與植物的抗性關(guān)系都是從木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶出發(fā),但是由于過(guò)程中涉及的酶類眾多,對(duì)于木質(zhì)素的研究還有很長(zhǎng)的路要走[9]。

    象草(PennisetumpurpureumSchum)屬禾本科,是一種原生于非洲草原的多年生草本植物[10]。稈直立,高可達(dá)3 m以上,是生物量最高的草本植物之一,最高可達(dá)90 t/hm2,同時(shí)被認(rèn)為是最優(yōu)秀的能源物質(zhì)之一[10-11]。早在20世紀(jì)30年代,象草便從緬甸引入中國(guó)[12]。象草適應(yīng)力強(qiáng),適口性良好,已成為中國(guó)華南地區(qū)重要的牧草之一。除此之外,因其抗逆性強(qiáng)、熱值高、生物量大、產(chǎn)量高等特點(diǎn),所以也常常被用作造紙?jiān)虾托滦蜕锬茉醋魑颷13-16]。近年來(lái)對(duì)象草木質(zhì)素合成調(diào)控的研究相繼展開。2014年,彭小群等[17]通過(guò)構(gòu)建了PpCCR正義和反義載體,并利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化到煙草中,發(fā)現(xiàn)PpCCR過(guò)表達(dá)煙草轉(zhuǎn)基因煙草木質(zhì)化細(xì)胞增多,而反義表達(dá)的煙草轉(zhuǎn)基因煙草木質(zhì)化細(xì)胞排列松散,筆者得出PpCCR在象草木質(zhì)素合成中發(fā)揮很重要的作用,也為今后研究象草遺傳改良奠定了基礎(chǔ)。2015年,唐然等[18]對(duì)華南象草CAD基因進(jìn)行克隆,構(gòu)建表達(dá)載體在煙草中異源表達(dá),證明了PpCAD基因參與植物木質(zhì)素的合成過(guò)程,對(duì)繼續(xù)研究象草木質(zhì)素合成調(diào)控打下基礎(chǔ)。鐘天秀等[11]同樣對(duì)華南象草中的Pp4CL基因進(jìn)行克隆,并在煙草中異源表達(dá),發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因煙草的木質(zhì)素在葉柄和莖稈中有不同程度的提高,表明過(guò)表達(dá)Pp4CL基因能夠顯著提高植株木質(zhì)素的含量。這些研究結(jié)果都為華南象草木質(zhì)素改良工作打下了基礎(chǔ)。

    本研究以N51象草為試驗(yàn)材料,測(cè)定莖稈(以下簡(jiǎn)稱為:倒一節(jié)間、倒三節(jié)間、倒五節(jié)間)和葉片(以下簡(jiǎn)稱為:倒一葉、倒三葉、倒五葉、倒七葉、倒九葉)中的木質(zhì)素含量以及木質(zhì)素合成相關(guān)基因(PAL、C3H、4CL、C4H、CAD、HCT4、COMT、F5H、CCoAOMT和CCR)的表達(dá)量,進(jìn)行象草木質(zhì)素含量與木質(zhì)素合成相關(guān)酶基因的相關(guān)性分析,并了解木質(zhì)素合成基因在葉組織與莖組織中的功能和機(jī)制上可能存在的差異,為其他木質(zhì)素相關(guān)研究奠定基礎(chǔ),也為今后深入地開展象草分子育種提供依據(jù)。

    1 材料和方法

    1.1 試驗(yàn)材料

    供試材料取自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)系引種園中的N51象草,取樣時(shí)象草已抽穗,選取長(zhǎng)勢(shì)相同的3株象草作為3次重復(fù),各取莖稈倒數(shù)第一、第三、第五節(jié)間以及倒數(shù)第一、第三、第五、第七和第九葉片置于液氮中,帶回實(shí)驗(yàn)室一同研磨后于-80 ℃超低溫冰箱中保存。

    1.2 試驗(yàn)試劑

    象草RNA提取采用天根植物總RNA提取試劑盒,cDNA的合成采用全式金反轉(zhuǎn)錄試劑盒,Realtime-PCR采用MonAmpTMChemoHS qPCR Mix(None ROX)試劑盒。

    1.3 試驗(yàn)方法

    1.3.1 木質(zhì)素含量的測(cè)定 將新鮮的象草樣品在60 ℃下烘干至恒質(zhì)量。采用乙酰溴法測(cè)定木質(zhì)素總含量,于分光光度計(jì)中測(cè)定OD280的吸光值,求得木質(zhì)素的總含量,具體步驟參照王建慶等[19]的試驗(yàn)方法。

    1.3.2 象草木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶編碼基因的獲取 由于目前仍沒有完整可用的象草基因組和轉(zhuǎn)錄組序列,從NCBISRA(NationalCenter for Biotechnology Information Sequence Read Archive)數(shù)據(jù)庫(kù)中下載了象草轉(zhuǎn)錄組的IlluminaHiSeq 2500測(cè)序數(shù)據(jù)(SRR3952080和SRR3952081),采用Trinity-v2.5.1(https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq/wiki)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組拼接。從GenBank中獲得了水稻木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶的基因序列(表1),通過(guò)tBlastN與拼接獲得的象草轉(zhuǎn)錄組本地Blast庫(kù)進(jìn)行比對(duì),獲得相應(yīng)的象草轉(zhuǎn)錄本序列。

    表1 水稻木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶的基因序列Tab.1 The gene sequence of key enzymes associated with rice lignin synthesis

    1.3.3 木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶編碼基因表達(dá)量分析 采用天根植物總RNA提取試劑盒提取象草樣品RNA,反轉(zhuǎn)錄成cDNA。利用MonAmp ChemoHS qPCR Mix(None ROX)試劑盒進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR試驗(yàn),以獲得的象草木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶編碼基因序列為模板,利用 Primer 5.0 設(shè)計(jì)特異性實(shí)時(shí)定量PCR的引物,同時(shí)選擇持家基因ACTIN作為內(nèi)參(表 2)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR的反應(yīng)程序?yàn)椋?5 ℃ 3 min;95 ℃ 10 s,57 ℃ 10 s,72 ℃ 30 s,40個(gè)循環(huán)。

    表2 象草木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶基因?qū)崟r(shí)定量PCR引物序列Tab.2 Real-time fluorescence quantitative PCR primer sequences for key enzyme genes of elephant grass lignin synthesis

    試驗(yàn)結(jié)果采用 2-ΔΔCt算法進(jìn)行分析,計(jì)算出每個(gè)關(guān)鍵酶基因的相對(duì)表達(dá)量。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)。

    1.4 數(shù)據(jù)分析

    通過(guò)Microsoft Excel 2010進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和整理并進(jìn)行繪圖,運(yùn)用SPSS進(jìn)行方差分析、顯著性分析以及相關(guān)性分析。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 象草木質(zhì)素的含量變化

    在象草不同節(jié)間、不同葉片的木質(zhì)素含量存在顯著的差異,隨著象草空間垂直結(jié)構(gòu)逐漸向下,木質(zhì)素的含量呈逐漸遞增的趨勢(shì),隨著取樣葉片逐漸向下,木質(zhì)素的含量也同樣呈現(xiàn)逐級(jí)遞增的趨勢(shì)(圖1-A),這與象草本身莖稈與葉片的硬度變化表現(xiàn)出較為一致的規(guī)律,說(shuō)明隨著象草的莖稈和葉片逐漸向下,木質(zhì)素的合成與積累是逐漸增加的。但是將所有莖稈的木質(zhì)素含量與葉片的木質(zhì)素含量進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者間不存在顯著性差異(圖1-B)。

    2.2 象草轉(zhuǎn)錄組拼接和木質(zhì)素合成基因的獲取

    通過(guò)Trinity對(duì)SRR3952080和SRR3952081測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行denovo拼接,獲得474 330條Contigs,共計(jì)265 490 867 bp,N50為1 048 bp,GC含量為53.66%。通過(guò)tBlastN將水稻木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶的氨基酸序列與象草轉(zhuǎn)錄組Contigs進(jìn)行比對(duì)檢索,選取每一種酶的最佳匹配序列,每條檢索結(jié)果的E值都極低,表明檢索匹配度非常高;對(duì)這些象草轉(zhuǎn)錄本序列進(jìn)行ORF預(yù)測(cè)和翻譯,并通過(guò)InterProScan將蛋白序列與Pfam、PANTHER和SUPERFAMILY數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)檢索,結(jié)果表明,這些序列均包含相應(yīng)關(guān)鍵酶的結(jié)構(gòu)域和功能域(表3)。通過(guò)以上分析證明,tBlastN檢索得到的轉(zhuǎn)錄本序列即象草木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶的編碼基因序列,可用于實(shí)時(shí)熒光定量PCR的引物設(shè)計(jì),檢測(cè)相應(yīng)基因的表達(dá)量。

    A.N51象草莖稈不同節(jié)間和不同葉片中木質(zhì)素含量;B.N51象草莖稈和葉片木質(zhì)素含量箱型圖;不同小寫字母表示差異顯著P<0.05。圖2-3同。

    2.3 象草木質(zhì)素合成相關(guān)酶基因表達(dá)量分析

    運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)對(duì)象草的不同節(jié)間和不同葉片的木質(zhì)素合成基因的相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行分析,結(jié)果顯示(圖2),各基因在象草不同組織中均有表達(dá),但是每個(gè)基因的表達(dá)模式各不相同。CAD在倒五節(jié)間中表達(dá)量最高,約是倒一節(jié)間的5倍,且在葉中的表達(dá)量較低;同樣的PAL在倒五節(jié)間中表達(dá)量最高,約是倒一節(jié)間的4倍,其在倒三葉片的表達(dá)量次之;CCoAOMT在倒一葉中的表達(dá)量是倒一節(jié)間的15倍;HCT4整體表達(dá)量不高;4CL在象草莖和葉中的表達(dá)量呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),其在倒九葉的表達(dá)量,均為倒一節(jié)間表達(dá)量的14倍;F5H表達(dá)量在莖中表達(dá)量較低并呈遞增趨勢(shì),在葉片中的表達(dá)量先升高再下降,在倒七葉的表達(dá)量最高,約為倒九葉片的2倍;CCR和C4H在莖稈節(jié)間中的表達(dá)量都不高,其中倒三節(jié)間的表達(dá)量最低,隨著葉片逐漸向下,CCR在葉片中的表達(dá)量逐級(jí)遞減,C4H在倒三葉表達(dá)量最高,隨后降低,COMT在莖中的表達(dá)量顯著高于葉片,在倒五節(jié)間的表達(dá)量最高,約是葉片中表達(dá)量的6倍。

    2.4 象草木質(zhì)素合成相關(guān)酶基因在莖稈和葉片中的表達(dá)量比較

    PAL、CAD、CCR、CCoAOMT和C4H基因在莖稈和葉片中的相對(duì)表達(dá)量無(wú)顯著性差異,4CL和F5H在葉片中的表達(dá)量顯著高于莖稈中的表達(dá)量,COMT、C3H和HCT4在葉片中的表達(dá)量顯著低于莖稈中的表達(dá)量(圖3)。這些結(jié)果說(shuō)明,不同的木質(zhì)素合成基因在象草不同組織中的表達(dá)豐度是不一樣的,從而導(dǎo)致不同組織中木質(zhì)素含量和構(gòu)成的差異。

    表3 象草木質(zhì)素合成關(guān)鍵基因的tBlastN比對(duì)和結(jié)構(gòu)域及功能域檢索Tab.3 tBlastN alignment and domain search for key genes in elephant grass lignin synthesis

    2.5 象草木質(zhì)素含量與木質(zhì)素合成相關(guān)酶基因的相關(guān)性分析

    運(yùn)用SPSS軟件對(duì)象草的莖和葉中的木質(zhì)素含量和在其對(duì)應(yīng)部位的木質(zhì)素相關(guān)酶基因的表達(dá)量進(jìn)行分析,結(jié)果如表4所示,在象草的莖稈中,HCT4和CCoAOMT的相對(duì)表達(dá)量與木質(zhì)素含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān),F(xiàn)5H的相對(duì)表達(dá)量與木質(zhì)素含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān),C3H的相對(duì)表達(dá)量與木質(zhì)素含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)。在象草的葉片中,C4H、COMT和CCR的相對(duì)表達(dá)量與木質(zhì)素含量呈顯著負(fù)相關(guān),HCT4的相對(duì)表達(dá)量與木質(zhì)素含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān),4CL的相對(duì)表達(dá)量與木質(zhì)素含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。

    圖2 N51象草木質(zhì)素合成相關(guān)酶基因表達(dá)量Fig.2 Expression level of N51 elephant grass lignin synthesis related enzyme gene

    莖稈的表達(dá)量為所有節(jié)間表達(dá)量的平均值;葉片的表達(dá)量為所有葉片表達(dá)量的平均值。The expression level of stems is the average of all internode expression levels;The expression level of leaves is the average of all leaf expression levels.

    表4 象草的莖和葉中的木質(zhì)素含量與其合成相關(guān)酶的相對(duì)表達(dá)量之間的相關(guān)性Tab.4 Correlation between lignin content in elephant grass stems and leaves and relative expression of their synthetic enzymes

    3 結(jié)論與討論

    3.1 象草木質(zhì)素合成基因表達(dá)模式的組織特異性

    盡管N51象草葉組織和莖組織的木質(zhì)素總含量并沒有顯著性差異,但是不同木質(zhì)素合成基因的表達(dá)卻表現(xiàn)出了顯著的組織特異性。葉組織的COMT、C3H和HCT4基因表達(dá)量顯著低于莖組織,而4CL和F5H基因卻顯著高于莖組織。關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明,莖稈中的木質(zhì)素含量與F5H、HCT4以及CCoAOMT基因的表達(dá)呈正相關(guān),與C3H基因的表達(dá)呈負(fù)相關(guān),而葉片中的木質(zhì)素含量與4CL基因的表達(dá)呈正相關(guān),與C4H、COMT、HCT4以及CCR基因的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。在陳博雯等[20]研究中發(fā)現(xiàn)抑制CCoAOMT的表達(dá)可以顯著降低G型木質(zhì)素的合成效果;張婷[21]在研究酶基因4CL和CCoAOMT反義轉(zhuǎn)化紫穗槐的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)獲得的轉(zhuǎn)基因植株不僅可以正常生長(zhǎng),而且木質(zhì)素的含量降低;師竹娟[22]在研究甘藍(lán)型油菜木質(zhì)素單體合成的基因調(diào)控中,為了提高甘藍(lán)型油菜中G型木質(zhì)素含量從而增強(qiáng)植物的抗倒伏能力,克隆了F5H基因,獲得F5H反義表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株,發(fā)現(xiàn)莖稈木質(zhì)素的沉淀分布發(fā)生了變化。其實(shí)目前大多數(shù)的研究都關(guān)注于木質(zhì)素合成關(guān)鍵基因表達(dá)量對(duì)植株莖稈木質(zhì)素含量之間的影響,鮮有關(guān)于影響葉片中木質(zhì)素含量和構(gòu)成的研究報(bào)道。借鑒以上的研究,注意到木質(zhì)素的合成中不同的酶基因的表達(dá)量可能與合成的哪種木質(zhì)素單體有關(guān),于是本研究測(cè)定了象草不同部位的木質(zhì)素含量及相關(guān)合成基因的表達(dá)量變化,結(jié)果表明,不同木質(zhì)素合成基因在象草莖稈和葉片中的表達(dá)模式和作用機(jī)制都不甚相同。象草是非常重要的禾本科牧草,其葉片是牛羊食用的主要部位,葉片的木質(zhì)素含量和構(gòu)成能影響其適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而本研究結(jié)果表明,木質(zhì)素合成基因在葉組織中的功能和機(jī)制可能與莖組織存在差異,具有進(jìn)一步研究的空間和價(jià)值。

    3.2 G型和S型木質(zhì)素單體合成關(guān)鍵基因的表達(dá)特性

    植物細(xì)胞壁木質(zhì)素含有H、G和S等3種類型的單體,其中G和S型單體的占比較高,因此木質(zhì)素含量和成分的調(diào)控主要針對(duì)G型和S型單體的合成來(lái)進(jìn)行操作。F5H(Ferulate 5-hydroxylase)將阿魏酸羥基化為5-羥基阿魏酸,5-羥基阿魏酸是合成S型木質(zhì)素單體的前體。F5H編碼基因的表達(dá)變化能顯著影響被子植物中S∶G型木質(zhì)素單體的比例。當(dāng)敲除F5H基因時(shí),植物只產(chǎn)生G型單體[23];當(dāng)F5H基因過(guò)表達(dá)時(shí),植物體內(nèi)會(huì)大量積累S型單體,其含量可高達(dá)98%[24-25]。在N51象草中,葉片F(xiàn)5H基因表達(dá)量顯著高于莖稈。F5H是合成S型單體的關(guān)鍵酶,葉片中F5H基因的高表達(dá)很可能意味著在葉片中S型單體的合成比莖組織更加旺盛。雖然莖稈中F5H基因的表達(dá)遠(yuǎn)低于葉片,但是其木質(zhì)素含量與F5H基因的表達(dá)量呈極顯著正相關(guān),表明隨著莖稈的成熟和木質(zhì)素的積累,F(xiàn)5H基因的表達(dá)會(huì)不斷上調(diào),促進(jìn)S型單體的合成。

    COMT和4CL是S型和G型木質(zhì)素單體合成通路中的關(guān)鍵酶,當(dāng)COMT和4CL基因表達(dá)下調(diào)時(shí),植物中的木質(zhì)素總量和S/G型單體比例均會(huì)下降。當(dāng)水稻中4CL基因被沉默時(shí),植株的木質(zhì)素總含量顯著降低。通過(guò)RNA干涉技術(shù)下調(diào)雜交白楊(Populustremula×Populusalba)中4CL基因的表達(dá),能夠使雜交楊枝條的木質(zhì)素單體含量顯著降低,減幅最高可達(dá)50%,S/G型單體比例下降,H型單體含量升高[26]。通過(guò)RNA干涉技術(shù)下調(diào)多年生黑麥草中(Loliumperenne)COMT1基因的表達(dá),能夠顯著影響木質(zhì)素的含量和構(gòu)成,但不會(huì)對(duì)多年生黑麥草的植株健康和生物量產(chǎn)生負(fù)面影響,當(dāng)COMT1基因的表達(dá)被顯著下調(diào)時(shí),多年生黑麥草莖中S型和G型單體含量都顯著降低,S型單體下降幅度更大,從而導(dǎo)致S/G單體比例顯著下降,而H型單體的含量則沒有發(fā)生顯著性變化[27]。在象草葉片中4CL基因的表達(dá)顯著高于莖稈,且與木質(zhì)素含量呈正相關(guān),其表達(dá)量隨著葉片的成熟和木質(zhì)素的積累而逐漸上調(diào),而COMT基因的表達(dá)卻顯著低于莖稈,且與木質(zhì)素含量呈顯著負(fù)相關(guān),其表達(dá)量隨著葉片的成熟和木質(zhì)素的積累而逐漸下調(diào),這表明4CL和COMT雖然同時(shí)參與S型和G型單體的合成,但是在葉片和莖稈木質(zhì)素合成中的作用機(jī)制卻不盡相同,葉片的成熟和木質(zhì)素積累更依賴于4CL的作用,而莖稈則更依賴于COMT的作用。

    3.3 H型木質(zhì)素單體合成關(guān)鍵基因的表達(dá)特性

    H型單體在木質(zhì)素單體總量中占比不高,且主要在次生壁開始加厚的初期積累。H型木質(zhì)素單體的合成與C3H和HCT基因密切相關(guān)[28-29]。在紫花苜蓿(Medicagosativa)中表達(dá)HCT反義載體,導(dǎo)致木質(zhì)素含量顯著降低,并顯著改變了木質(zhì)素構(gòu)成,H型單體的比例會(huì)大幅度的提高。擬南芥c3h突變體表現(xiàn)出明顯矮化特征,推測(cè)可能是因?yàn)镠型木質(zhì)素含量過(guò)低,不足以滿足植物細(xì)胞壁合成所需[30]。在N51象草中,莖稈中的C3H和HCT4基因表達(dá)量均顯著高于葉片,推測(cè)高表達(dá)的C3H和HCT4基因能促進(jìn)莖稈中H型單體的合成,幫助莖稈形成厚實(shí)堅(jiān)硬的次生壁,從而為整棵植株提供支撐作用。

    3.4 結(jié)論

    木質(zhì)素合成是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,參與調(diào)控的酶有多種,分別控制3個(gè)木質(zhì)素單體的合成。本研究中,測(cè)定成熟象草的不同莖稈和葉片的木質(zhì)素含量,在莖稈中,隨著象草空間垂直結(jié)構(gòu)逐漸向下,木質(zhì)素含量逐漸增加,同樣,在葉片中,隨著象草空間垂直結(jié)構(gòu)逐漸向下,木質(zhì)素的含量也逐漸增加,這表明,在象草的空間垂直結(jié)構(gòu)上,木質(zhì)素含量在各組織中呈現(xiàn)逐級(jí)遞增趨勢(shì),這與象草本身木質(zhì)素的變化情況一致。測(cè)定了10種合成酶基因的表達(dá)量,并分析10種酶基因分別在莖稈和葉片中表達(dá)量對(duì)比結(jié)果,發(fā)現(xiàn)不同的木質(zhì)素合成酶在不同的組織中呈現(xiàn)表達(dá)差異。這說(shuō)明在不同組織中,合成的主要木質(zhì)素不同。綜上所述,象草木質(zhì)素的合成受到多種酶基因的調(diào)控,在不同的組織中,木質(zhì)素單體含量不同。

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