科学家通过分子精准设计提高甜高粱饲用效率

中国科学院
142次浏览

近日,中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗团队在《分子植物》(Molecular Plant)期刊在线发表了题为Vascular tissue-specific expression of an endo-1,4-β-xylanase enhances forage efficacy of sweet sorghum silage的研究论文。该研究解析了一个高粱木聚糖水解酶基因的功能,通过维管组织特异互补策略,破解了甜高粱木聚糖水解酶突变体饲料消化率与生物量负相关的育种难题,为能源作物木质纤维素的高效利用提供了新思路。z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

高粱是世界第五大禾谷类作物,对非生物胁迫,比如干旱、高温、贫瘠、盐碱等有良好耐受性。甜高粱除具有以上特点外,还表现生物量大、糖分含量高等优点,可以作为青贮饲料在边际土地种植,促进土地经济效益提升和畜牧业发展。然而,木质纤维素难以高效利用限制了甜高粱作为青贮饲料的发展潜力。z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

研究团队通过筛选甜高粱E048的EMS突变体库,发现了一株编号为M19的突变体。该突变体叶片表现异常柔软,同时伴随株高降低、叶尖枯死、生物量下降等不利表型。利用MutMap+分析结合基因编辑验证,研究团队将糖基水解酶GH10家族的一个木聚糖水解酶基因SbXyl确定为目的基因。该基因在突变体中发生了一个C到T的点突变导致编码蛋白的提前终止,破坏了GH10结构域,使其不能正常水解底物木聚糖。基因表达模式分析显示,SbXyl在发育中的茎节表现特异的高表达,其功能缺失引发了双重效应:一方面影响维管组织发育,造成维管束面积减小、纤维细胞次生壁变薄,导致水分运输受阻和生长发育缺陷;另一方面影响细胞壁组分和结构,提升了突变体的饲用品质。体外瘤胃消化测定结果显示,未青贮突变体植株较比野生型植株消化率提升了14.7%;青贮后突变体植株消化率仍比野生型植株高7.7%。但突变体生长发育的缺陷限制了其在实际生产中的应用。z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

为破解突变体品质与生物量负相关的难题,研究团队开发了维管组织特异互补(VSC)策略。通过同源基因比对、转录组分析和GUS报告系统确定了高粱维管组织特异表达基因SbNAC31,利用SbNAC31基因的启动子驱动SbXyl在突变体中表达。表型观察和测定结果表明,VSC转基因株系成功弥补了突变体生长发育缺陷,使得水分运输能力和生物量都恢复到野生型水平。值得一提的是,VSC株系保留了突变体优异饲料品质的特征:未青贮野生型植株消化率为47.72%,不同VSC株系的消化率为51.27%-54.03%,较野生型提高7.5%-13.2%;青贮后野生型植株消化率为51.08%,不同VSC株系的消化率为54.81%-55.12%,仍表现比野生型高7.3%-7.9%的优势。同时,VSC株系的消化率与突变体没有显著差异。z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

该研究解析了高粱木聚糖水解酶基因SbXyl在次生壁沉积和维管组织发育中的功能,利用维管组织特异互补策略成功对木聚糖水解酶突变体进行了改造利用,为能源作物木质纤维素的高效利用奠定了基础。z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的资助。z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

木聚糖水解酶基因突变体表现饲料消化率的提升z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

VSC材料在恢复突变体生长发育的同时保留了优异饲用品质z59速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

本文链接:http://m.sushuapos.com/show-12-1489-0.html科学家通过分子精准设计提高甜高粱饲用效率

声明:本网站为非营利性网站,本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

极氪 009 权益升级,新老车主终身免费使用完全智能驾驶辅助系统
3 月 6 日消息,极氪汽车日前宣布,极氪 009 新老车主可0 元升级ZEEKR AD 完全智能驾驶辅助系统,终身免费使用。此前,该服务的价格为 35000 元。目前,极氪 009 已开通 NZP 高速自主领航辅助功能。官方介绍称,在高速及
宣传翻车?博主实测称特斯拉 Cybertruck 无法“拔河”
3 月 5 日消息,近日一段视频显示,特斯拉 Cybertruck 在与雪佛兰 Silverado 柴油版卡车的拔河比赛中败下阵来。注意到,早在 Cybertruck 发布之初,特斯拉官方曾放出一段视频,展示了其在拔河比赛中轻松战胜福特 F-150
领克 07 EM-P 车型采用“The Next Day”设计语言、关键词“轻盈”
3 月 8 日消息,在目前正在进行的“领克07 EM-P车型全球首秀展示会上”,官方正式介绍了领克07 EM-P车型,可选银 / 蓝双色,不过没有公布具体价格信息和性能信息。外观方面,该车采用“The Next Day设计原则”,号称“为
南财对话丨全国政协委员许玲:广东职教应围绕未来产业优化专业布局、促进学科融合
南方财经全媒体记者丁莉 北京报道今年的政府工作报告提出,过去一年,全国城镇新增就业1244万人;但城镇调查平均失业率仍有5.2%,“就业总量压力和结构性矛盾并存”。广东同时坐拥庞大的高
乘联会:2月乘用车市场零售109.2万辆,同比下降21%
  中新经纬3月6日电 “乘联会”公众号6日发布消息称,初步统计:2月1-29日,乘用车市场零售109.2万辆,同比下降21%,环比下降47%,今年以来累计零售312.6万辆,同比去年增长17%。  新能源车方面,初步统计:2月1-29日,新能源车市场
住建部部长谈防范房地产风险:对严重资不抵债、失去经营能力的房企 该破产的破产、该重组的重组
21世纪经济报道记者 缴翼飞 实习生 潘晓霞 北京报道3月9日,住房和城乡建设部部长倪虹在十四届全国人大二次会议的民生主题记者会上表示,从全国城镇住房存量的更新改造需求看,房地产还是

热点精选

最新推荐

您可能感兴趣