在木材编队中找到一个关闭开关

北卡州立大学的研究人员发现，植物对环境压力做出反应的过程同样是木材形成中一种关键酶的开/关开关。

这一发现提高了科学家们对木质素如何在植物中形成的理解，以及它如何被用于生物燃料、纸浆和纸张生产，而这些生产需要昂贵的化学物质去除木质素。木质素使木材具有强度和运输水分的能力。的发现由Vincent Chiang和Ron Sederoff领导的森林生物技术集团(Forest Biotechnology Group)美国国家科学院院刊。

“经过20年的研究，我们证实了一种新的调节植物发育重要途径的模式，”该研究的第一作者、自然资源学院森林生物技术小组成员Jack Wang说。“这一发现让我们更好地了解了植物，特别是木材是如何形成的，这将允许我们修改过程，以实现木材的重要经济用途。”

“植物利用一种被称为蛋白质磷酸化的过程，对外界刺激(如干旱、虫害或疾病的威胁)做出快速反应，”林创(Ling Chuang)说，他是森林生物技术集团(Forest Biotechnology Group)的联合首席作者。北卡罗来纳州化学家Philip Loziuk和David Muddiman在开发一种基于质谱的新技术中发挥了关键作用。

研究人员专注于一种酶，该酶控制木质素生物合成途径中的35个化学反应中的6个，所有这些反应都被关闭，显著改变了黑杨木的木质素组成。

这项研究可以用来帮助改变植物的特性和物理特性，包括改造植物，使其成为更好的生物燃料原料，或使其更抗虫害。

Wang说，这项研究发现，包括松树和禾草在内的大约97%的植物物种都有磷酸化位点，不过还需要更多的研究来揭示它是如何起作用的。

“磷酸化介导的木材形成控制似乎是植物中普遍存在的过程，”他说。“这可能是一种非常古老的机制。”

目前的研究建立在两项开创性的NC州立研究为未来的研究提供了相当于GPS的方向。在这项工作中，新的研究成果被纳入了一个预测模型，提高了它的准确性。

PNAS的研究得到了国家科学基金会植物基因组研究计划拨款db -0922391、北卡罗来纳州立大学乔丹家族杰出教授基金、北卡罗来纳州立森林生物技术产业研究联盟和国家自然科学基金31470672和3140093的资助。

特约作者陈浩、林英中和史睿也是北卡罗来纳州立大学森林生物技术集团的成员。曲冠正(音译)就职于中国东北林业大学。