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1、植物學(xué)報(bào)2001,43(8):771-779ActaBotanicaSinica·綜述Review·木質(zhì)素生物合成途徑及調(diào)控的研究進(jìn)展＊魏建華宋艷茹(中國(guó)科學(xué)院植物研究所,北京100093)關(guān)鍵詞:木質(zhì)素;生物合成途徑;生物合成調(diào)控;制漿造紙中圖分類(lèi)號(hào):Q946文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0577-7496(2001)08-0771-09RecentAdvancesinStudyofLigninBiosynthesisandManipulation＊WEIJian_Hua,SONGYan_Ru(InstituteofBotany,The
2、ChineseAcademyofSciences,Beijing100093,China)Abstract:Ligninwithimportantbiologicalfunctionsisthesecondabundantnaturalproduct,itscontentisonlylessthancelluloseinplant.Buttheligninmustbeextractedfromthecellulosefractioninmakingpaperpulpprocessleadingenergy_requiring,cos
3、t_increasingandpollution.Also,theligninhasnegativeeffectonthedigestibilityofsilagegrass.Soitisofconsiderableinteresttoreducethelignincontentinresourceplants.Thepaperreviewstheprogressofligninbiosynthesisandregulation.Thefeasibilityofreducingthelignincon-tentandaltering
4、itscompositionforimprovingpaperpulpproductionanddecreasingpollutionarediscussed.Keywords:lignin;biosyntheticpathway;manipulationofbiosynthesis;paperpulping木質(zhì)素是植物體中僅次于纖維素的一種重要大用生物高技術(shù)手段,調(diào)節(jié)植物次生代謝過(guò)程,降低造分子有機(jī)物質(zhì),具重要生物學(xué)功能。木質(zhì)素填充于纖紙?jiān)现参锏哪举|(zhì)素含量或改變其組分,達(dá)到減輕維素構(gòu)架中增強(qiáng)植物體的機(jī)械強(qiáng)度,利于疏導(dǎo)組織造紙廢水
5、污染和降低造紙成本的目的。的水分運(yùn)輸和抵抗不良外界環(huán)境的侵襲。陸生植物的木質(zhì)素合成是適應(yīng)陸地環(huán)境的重要進(jìn)化特征之1木質(zhì)素的特征一。然而,制漿造紙的中心環(huán)節(jié)是用大量化學(xué)品將原料中的木質(zhì)素與纖維素分離,纖維素用于造紙,分離木質(zhì)素是復(fù)雜的苯丙烷單體聚合物,3種主要的木質(zhì)素等成為造紙工業(yè)的主要廢棄物,對(duì)江河湖單體為香豆醇(coumarylalcohol)、松柏醇(coniferylal-海的污染觸目驚心。脫木質(zhì)素的化學(xué)品投入及廢液cohol)和芥子醇(sinapylalcohol)。因單體不同,可將木的堿回收處理需大量耗能并增加造紙成本。飼
6、草的質(zhì)素分為3種類(lèi)型(圖1):由紫丁香基丙烷結(jié)構(gòu)單木質(zhì)素還影響牲畜的消化與營(yíng)養(yǎng)吸收,木質(zhì)素含量體聚合而成的紫丁香基木質(zhì)素(syringyllignin,S_木的高低是飼草優(yōu)劣的指標(biāo)之一。降低木質(zhì)素含量或質(zhì)素);由愈創(chuàng)木基丙烷結(jié)構(gòu)單體聚合而成的愈創(chuàng)木改變其組分,將有利于更好地利用資源植物?；举|(zhì)素(guaiacyllignin,G_木質(zhì)素)和由對(duì)_羥基苯環(huán)境保護(hù)是21世紀(jì)令人矚目的研究課題,其中基丙烷結(jié)構(gòu)單體聚合而成的對(duì)_羥基苯基木質(zhì)素源頭治理污染、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)在國(guó)際上已成為重要(hydroxy_phenyllignin,H_木質(zhì)素)
7、。研究方向。造紙?jiān)现参锏哪举|(zhì)素是制漿造紙產(chǎn)生植物體木質(zhì)素含量在15%～36%之間。裸子植廢水污染的根本原因。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)調(diào)控植物木物主要為愈創(chuàng)木基木質(zhì)素(G);雙子葉植物主要含質(zhì)素含量與組分,可以從源頭———造紙?jiān)先胧种斡鷦?chuàng)木基_紫丁香基木質(zhì)素(G_S);單子葉植物則為理造紙廢水污染并降低造紙成本。該項(xiàng)研究在國(guó)際愈創(chuàng)木基_紫丁香基_對(duì)_羥基苯基木質(zhì)素(G_S_H)。木上已成為熱點(diǎn),且木質(zhì)素生物合成途徑的基礎(chǔ)研究質(zhì)素單體具較大多樣性,單體間連接的化學(xué)鍵約20也日新月異,而我國(guó)尚屬空白。本文介紹了木質(zhì)素生多種。目前還未在任何一種植
8、物中發(fā)現(xiàn)可降解木質(zhì)[1]物合成途徑及其調(diào)控的研究進(jìn)展,主要目的在于采素的酶。收稿日期:2001-01-13接受日期:2001-04-26＊通訊作者。Authorforcorrespondence.772植物學(xué)報(bào)ActaBotanica
