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Changes of lignin biosynthesis in tobacco leaves during maturation

木质素 烟草 生物 植物 肉桂醇脱氢酶 基因表达 生物合成 基因 细胞壁 生物化学 园艺
作者
Zhaopeng Song,Daibin Wang,Gao Yabei,Changjun Li,Jiang HouLong,Xiaowei Zhu,Hongying Zhang
出处
期刊:Functional Plant Biology [CSIRO Publishing]
卷期号:48 (6): 624-624 被引量:18
标识
DOI:10.1071/fp20244
摘要

Lignin is one of the most valuable renewable industrial materials. To elucidate the mechanism via which lignin is synthesised, we compared the lignin content, leaf hardness, cell wall thickness of palisade tissue, and gene expression patterns of lignin biosynthetic enzymes in three tobacco (Nicotiana tabacum L.) varieties during maturation. The results consistently showed that during maturation, the accumulation of lignin gradually increased in tobacco leaves, reaching a peak at full maturity (45 days after topping), and then gradually decreased. Similarly, the transcript level analysis revealed that the gene expression pattern of NtPAL, NtC4H, NtCCoAOMT and NtCOMT were relatively high, and consistent with the lignin content changes. Thus, the four genes may play regulatory roles in the synthesis of tobacco lignin. Analysis of tissue expression patterns of the lignin synthesis-related gene showed that the NtPAL, NtC4H, Nt4CL, NtHCT, NtCCoAOMT, NtCOMT, NtCCR, NtCAD, and NtPAO were all expressed in stems, roots, and leaves. NtC3H and NtF5H were specifically expressed in stems and roots, and not in leaves. Consistently, the NtC3H promoter induced high GUS expression in stems and petioles, marginal in roots, and no GUS activity in leaves. These results provide insights into molecular regulation of lignin biosynthesis in tobacco.
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