木葡聚糖及其在植物抗逆过程中的功能研究进展 .pdfVIP

植物学报ChineseBulletinofBotany2020,55(6):777–787,

doi:10.11983/CBB20020

专题论坛

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木葡聚糖及其在植物抗逆过程中的功能研究进展

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肖银燕,袁伟娜,刘静,孟建,盛奇明,谭烨欢,徐春香

华南农业大学园艺学院,广州510642

摘要木葡聚糖(XyG)是一种存在于所有陆生植物细胞壁中的基质多糖,是双子叶植物初生细胞壁中含量(20%–25%,

w/w)最丰富的半纤维素成分。作为细胞壁的组分,XyG不仅与植物的生长发育密切相关,还在植物抵抗各种生物和非生物逆

境过程中发挥重要作用。XyG代谢相关基因主要通过改变植物细胞壁的组成以及对细胞壁进行重排进而改变细胞壁的弹性/

硬度等特性,影响植物的抗逆性。XyG及其寡糖也可能作为信号分子,或与其它信号分子协同作用应对逆境胁迫。该文概

述了XyG的结构与类型及参与XyG生物合成与降解的相关基因,重点阐述XyG相关基因应答生物和非生物胁迫的作用机

制。

关键词半纤维素,木葡聚糖代谢,生物胁迫,非生物胁迫,抗性

肖银燕,袁伟娜,刘静,孟建,盛奇明,谭烨欢,徐春香(2020).木葡聚糖及其在植物抗逆过程中的功能研究进展.植物学

报55,777–787.

植物细胞壁是围绕在植物原生质体外的一种细成分代谢及其在植物生长发育和抗逆过程中的功能

胞结构,由初生细胞壁和次生细胞壁组成。初生细胞研究取得了令人鼓舞的进展。然而,国内外尚未见关

壁位于外层,是由纤维素、半纤维素和果胶等多糖及于XyG在植物抗逆过程中的功能及相关机理研究的

结构蛋白组成的一种复杂网络结构。次生细胞壁的结综述。本文概述XyG结构和类型及参与XyG代谢的相

构与组成均与初生细胞壁有所不同,除了纤维素和半关基因,并重点介绍这些基因及其产物在植物抗逆过

纤维素外,还含有木质素。植物细胞壁除了作为细胞程中的功能及抗性机理。

的主要结构成分,承担机械支撑、维持和决定细胞形

态等功能外,还在植物的生长发育(陈昆松等,1999)1XyG的结构与分类

及抵抗各种生物和非生物逆境过程中发挥重要作用

(Houstonetal.,2016;Vaahteraetal.,2019),并影XyG是一种由D-吡喃葡萄糖残基以β-1→4键相连构

响作物的农艺性状(Huetal.,2017)。成主链的杂多糖,葡萄糖残基在O-6位上可被D-吡喃

木葡聚糖(XyG)是双子叶植物初生壁中含量最为木糖残基所取代(Kieferetal.,1989)。主链上的葡萄

丰富的半纤维素成分,约占细胞壁重量的20%–25%,糖残基和侧链上的木糖残基都能以特定连接方式在

而禾本科植物中一般仅为2%–10%(Schellerand特定位置被各种糖残基取代(SchellerandUlvskov,

Ulvskov,2010)。前人对XyG的结构、分类及参与XyG2010)。根据XyG取代基及其连接方式,目前已鉴定出

代谢过程的相关酶基因进行了详细介绍(李雄彪和张24种独特结构(PaulyandKeegstra,2016)。在标准命

金忠,1994;DelBemandVincentz,2010;解敏敏名法中分别用不同的单个字母代码来命名和区分不

等,2015;PaulyandKeegstra,2016)。近年来,随着同类型的XyG:如字母G代表主链上的葡萄糖残基未

分子生物学技术的发展,包括半纤维素在内的细胞壁被任何其它糖/非糖基团取代,X代表葡萄糖残基O-6

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收稿日期:2020-02-10;接受日期:202