研究基础
来源: 研究基础   发布时间: 2010-07-26 23:37   6318 次浏览   大小:  16px  14px  12px
研究基础

        植物细胞壁是国际植物生物学界认为最难研究的领域之一,过去几十年我国这方面的研究甚少,为尽快缩短差距,2007年彭良才博士负责成立了华中农业大学生物质与生物能源研究中心 ,组建了跨院系(来自8个院系、3个研发中心和2个国家重点实验室的研究人员)和多学科交叉的生物质能研究创新团队。研究内容主要包括三个方面:①上游生物质合成分子机理;②中游能源作物选育和能源植物筛选;③下游生物质降解和生物燃料开发。目前研究室正在主持由教育部、国家外国专家局资助的高等学校学科创新引智计划项目:作物生物能源物质高效合成和转化分子机理创新引智基地

        2008年3月,主持召开了第一届华中农业大学国际生物质能与生物技术学术会议,并与美国密执安州立大学签订了《中国华中农业大学与美国密执安州立大学学术交流合作协议书》。

        近半个世纪以来,植物纤维素生物合成研究进展极为缓慢,而过去十年研究的重大突破来自于植物纤维素合酶基因(CesA) 的发现。作为最主要的两名研究人员之一,彭良才在澳大利亚国立大学生物学院攻读博士期间,通过筛选和鉴定四个拟南芥(Arabidopsis)的突变体(rsw1,2,3,5) 首次发现和鉴定了植物纤维素合酶基因,并提供了充足的生化和遗传证据。还通过改进一个便于提取和测定微小拟南芥植物细胞壁结构和成份的化学方法,发现了这些拟南芥突变体纤维素合成严重受阻,并同时生产大量的非晶体状纤维素(non-crystalline cellulose)和淀粉(starch)。由于此非晶体状纤维素具有能够被纤维素酶(endo-cellulase)有效分解或被弱酸全部降解成单糖(glucose)的特性,为现代生物技术去提高植物纤维素降解效率并高效转化成生物能源提供了可行性的理论依据。Science杂志刊登其论文,并发表了特别社论。随后在美国加州大学戴维斯分校,通过利用两种独特纤维素抑制剂(2,6-dichlorobenzonitrile, DCB; CGA 325’615, CGA),彭良才博士进一步发现了固醇糖甙(steryl-b-glucoside, SG)分子是棉花纤维素合成的必需前驱物(primer),并通过改进酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因表达系统建立一个特殊酶反应基质在植物体外(in vitro)的试管中合成了限量棉花纤维素物质。基于以上研究结果,一个可鉴定植物纤维素生物合酶和植物细胞壁合酶超大基因群(大约150基因) 功能的实验系统由此建立起来,从而可深入研究纤维素生物合成的分子机理和全部通道。相关三篇论文发表于SciencePlant Physiology杂志,Science杂志同期发表了专家的评论,称纤维素生物合成机理的研究迈出了关键的第一步。

 

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