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J-GLOBAL ID：202002240197846596   整理番号：20A2696705

リグノセルロースバイオマス利用のEMS-変異誘発トウモロコシ集団からの2つの新しい褐色midrib1突然変異の特性化【JST・京大機械翻訳】

Characterization of Two New brown midrib1 Mutations From an EMS-Mutagenic Maize Population for Lignocellulosic Biomass Utilization

著者 (18件)： Xiong Wangdan (Key Laboratory of Biofuels, Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, China) ,  Xiong Wangdan (Grassland Agri-Husbandry Research Center, College of Grassland Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, China) ,  Li Yu (Key Laboratory of Biofuels, Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, China) ,  Li Yu (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China) ,  Wu Zhenying (Key Laboratory of Biofuels, Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, China) ,  Ma Lichao (Key Laboratory of Biofuels, Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, China) ,  Ma Lichao (Grassland Agri-Husbandry Research Center, College of Grassland Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, China) ,  Liu Yuchen (Key Laboratory of Biofuels, Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, China) ,  Qin Li (Institute of Molecular Breeding for Maize, Qilu Normal University, Jinan, China) ,  Liu Jisheng (Institute of Molecular Breeding for Maize, Qilu Normal University, Jinan, China) ,  Hu Zhubing (Collaborative Innovation Center of Crop Stress Biology, Henan Province and Institute of Plant Stress Biology, Henan University, Kaifeng, China) ,  Guo Siyi (Collaborative Innovation Center of Crop Stress Biology, Henan Province and Institute of Plant Stress Biology, Henan University, Kaifeng, China) ,  Sun Juan (Grassland Agri-Husbandry Research Center, College of Grassland Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, China) ,  Yang Guofeng (Grassland Agri-Husbandry Research Center, College of Grassland Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, China) ,  Chai Maofeng (Grassland Agri-Husbandry Research Center, College of Grassland Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, China) ,  Zhang Chunyi (Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, China) ,  Lu Xiaoduo (Institute of Molecular Breeding for Maize, Qilu Normal University, Jinan, China) ,  Fu Chunxiang (Key Laboratory of Biofuels, Shandong Provincial Key Laboratory of Energy Genetics, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao, China)
資料名： Frontiers in Plant Science (Web)  (Frontiers in Plant Science (Web))
巻： 11  ページ： 594798  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7094A  ISSN： 1664-462X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： リグニン生合成にリンクした遺伝子変異は褐色中脈(bm)表現型の原因である。bm突然変異体は,リグニン含有量および組成の変化と関連した褐色の赤い中間リブを有する。トウモロコシbm1はシンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子ZmCAD2の突然変異に起因する。ここでは,単一ヌクレオチド変異(Zmcad2-1およびZmcad2-2)を含むEMS変異誘発を介して2つの新しいbm1変異体対立遺伝子(bm1-E1およびbm1-E2)を作成した。対応する蛋白質,ZmCAD2-1とZmCAD2-2をCys103SerとGly185Aspで修飾し,in vitroで酵素活性をもたらさなかった。配列アラインメントは,CAD蛋白質が植物全体で高い類似性を持ち,Cys103とGly185が高等植物で保存されていることを示した。Cys103を他のアミノ酸に置換した場合の酵素活性の欠如は,Cys103がその酵素活性に必要であることを示した。bm1-E植物におけるCAD遺伝子によってコードされた蛋白質の酵素活性は,野生型より23~98%低く,それはより低いリグニン含有量および異なるリグニン組成に導いた。bm1-E突然変異体はトウモロコシにおいてより高い糖化効率を持ち,したがって,将来において新規で有望な育種資源を提供することができた。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： リグニン ,  生合成 ,  アミノ酸 ,  遺伝子 ,  酵素活性度 ,  タンパク質 ,  糖化 ,  *突然変異 ,  表現型 ,  育種 ,  *変異誘発 ,  対立遺伝子 ,  野生型 ,  in vitro実験
準シソーラス用語： シンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： シンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ ,  EMS変異誘発 ,  生物燃料 ,  C4草 ,  飼料

分類 (3件)： 遺伝子発現  (EC02040Q) ,  植物の生化学  (EH01050J) ,  トウモロコシ  (FC03034D)

引用文献 (43件)：

• AlamA.ZhangR.LiuP.HuangJ.WangY.HuZ. (2019). A finalized determinant for complete lignocellulose enzymatic saccharification potential to maximize bioethanol production in bioenergy Miscanthus. Biotechnol. Biofuels 12:99. doi: 10.1186/s13068-019-1437-4 31057665
• BarrosJ.SerkH.GranlundI.PesquetE. (2015). The cell biology of lignification in higher plants. Ann. Bot. 115 1053-1074. doi: 10.1093/aob/mcv046 25878140
• BertoniM.KieferF.BiasiniM.BordoliL.SchwedeT. (2017). Modeling protein quaternary structure of homo- and hetero-oligomers beyond binary interactions by homology. Sci. Rep. 7: 10480.
• BhuiyanN. H.SelvarajG.WeiY.KingJ. (2009). Role of lignification in plant defense. Plant Signal. Behav. 4 158-159. doi: 10.4161/psb.4.2.7688 19649200
• ChenF.DixonR. A. (2007). Lignin modification improves fermentable sugar yields for biofuel production. Nat. Biotechnol. 25 759-761. doi: 10.1038/nbt1316 17572667

タイトルに関連する用語 (8件)： リグノセルロースバイオマス ,  EMS ,  変異誘発 ,  トウモロコシ ,  集団 ,  褐色 ,  突然変異 ,  特性化