报告题目：Characterization of monolignol  p-hydroxybenzoyltransferase in Poplar

报 告 人：赵运军  助理研究员

主 持 人：刘   畅  教授

主办单位：林木遗传育种国家重点实验室

报告时间：2021年11月24日 (星期三)  9:00

参与方式：腾讯会议 会议号：243 902 634

报告人简介：

赵运军，美国布鲁克海文国家实验室助理研究员。2013年毕业于中国科学院植物生理生态研究所获得博士学位，被评为中国科学院大学优秀博士毕业生和北京市高等学校优秀博士毕业生。博士毕业后加入加州大学伯克利分校能源生物研究所从事博士后研究，2017年作为助理研究员加入美国布鲁克海文国家实验室至今。长期从事植物特别是木本植物的细胞壁合成调控研究，鉴定并解析了杨树木材中对羟基苯甲酰化木质素合成的关键基因木质素单体对羟基苯甲酰转移酶基因（PHBMT1）；做为主要参与者之一和同事们合作发现一类细胞色素 b5 异构体D(CB5D) 是植物S-木质素生物合成必不可少的电子穿梭蛋白；发现杨树中次生细胞壁合成的主要调控转录因子PtrWND1B的选择性剪接受其第二内含子序列调控，进而调节木材形成过程中的纤维细胞壁增厚；鉴定并解析了一种在杨树木质部发育的导管细胞中特异表达的内切-1，4-b-甘露聚糖酶PtrMAN6参与杨树导管细胞的分化。2021年获得美国布鲁克海文国家实验室“Spotlight Award”奖。在Nature Plants、Plant Cell、Plant Physiology及Plant Journal等刊物发表论文10余篇。

报告内容简介：

许多物种如杨柳科植物中的木质素会发生对羟基苯甲酸酯装饰，然而这种结构修饰的分子基础仍然很不清楚。研究鉴定和解析了一种杨树 BAHD 家族酰基转移酶PHBMT1，该酶可催化木质素单体对羟基苯甲酰化，从而控制杨树木材中对羟基苯甲酰化木质素的形成。酶促动力学分析发现PHBMT1优先使用对羟基苯甲酰辅酶 A 作为酰基供体，及木质素单体芥子醇作为酰基受体。通过 CRISPR-Cas9 基因编辑敲除杨树中PHBMT1基因使得杨树木材中木质素的对羟基苯甲酸酯修饰几乎消失，相反，PHBMT1 的过表达增强了木材木质素对羟基苯甲酰化，表明PHBMT1 是杨树中主要的木质素对羟基苯甲酰转移酶。通过2D-HSQC-NMR及DFRC分析，证实了PHBMT1影响的杨树木质素对羟基苯甲酰修饰发生在S-木质素上。改变木质素对羟基苯甲酰化会显著改变木质素的理化性质。另外，研究发现PHBMT1 基因在张力木材中高度诱导，暗示其参与对环境胁迫的响应。木质素对羟基苯甲酰转移酶的鉴定为基因工程改造木质素结构和理化特性以及在生物质中合成重要的工业平台化学物提供了重要的工具。

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