直接田间试验！大规模测试转基因白杨生理、生化特性，获得理想的种质材料

以下文章来源于植物生物技术Pbj ，作者H.XH

木材是具有巨大经济价值的可再生能源，但是其顽固性限制了它的应用价值。为筛选合适的木材，瑞典植物科学研究中心Ewa J. Mellerowicz教授众多杂交白杨中进行了大量转基因实验。选用了生长5年的的转基因白杨材料，考察了49个性状，其中包含产量，木材质量和糖化效率相关等。建立了预测糖化产量的模型并利用此模型预测了糖化最好的结构，确认其在工业条件下的优越性。该研究给出了在自然田间条件下不同性状对糖化产出的重要性的宝贵信息。这些信息可用于树木的遗传工程以及旨在减少树木育种中木材的顽固性。

研究结果表明在酸处理条件下糖化过程中生长与葡萄糖产量的最佳平衡状态是抑制2OGD基因的表达。抑制2OGD基因表达在化学性质上变化不大但是纳米孔隙率和葡萄糖转变增加。抑制SuSy，C4H和提高GTP酶激活蛋白的活性将会显著降低产率和解剖异常。然而C4H和SuSy分别在糖化前和糖化后大大的提高了葡萄糖产量。处理前后将导致糖化差异，而碳水化合物、酚类物质和张力木材含量对产量有正向影响，木质素含量和 S/G 比为负向影响，预处理产量与 S 木质素呈正相关，与碳水化合物含量呈负相关。高葡萄糖产量的基因型具有较高的纳米孔隙率和 mGlcA/Xyl 比率，与野生型相比，亚临界水可提取的聚合物较短。

总而言之，此研究对大规模田间试验筛选出的32个转基因品系所代表的7个材料进行了全面评估，确定了它们在田间五年栽培后与糖化有关的生长和木材特性。研究结果i）提供了田间测试策略的相关信息，ii）揭示了测试基因在自然环境中的生理功能，iii）确定了适合糖化改良的转基因操作类型，iv）揭示了不同性状与糖化之间的关系，确定了制约糖化产量的关键参数。此外，最好的转基因品系在类似于工业化的条件下在中试规模的反应器中进行了处理，提供了概念验证的结果。

转自：“iPlants”微信公众号

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