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近日，湖北工业大学生命科学与健康工程学院彭良才教授团队在国际综合学术期刊Journal of Advanced Research（IF=11.4）在线发表题为A functional cascading of lignin modification via repression of caffeic acid O-methyltransferase for bioproduction and anti-oxidation in rice（抑制咖啡酸-O-甲基转移酶修饰木质素结构级联增强水稻生物转化与抗氧化活性）的研究论文。该研究利用CRISPR/Cas9技术靶向编辑水稻OsCOMT基因，通过特定的S-木质素单体合成下调，显著提高木质纤维素的可降解性，增强植物抗氧化与重金属修复能力，为提高生物燃料和高附加值生物制品的生产提供了新的思路。
通过定点编辑水稻木质素合成关键的咖啡酸-O-甲基转移酶基因OsCOMT，使S单体合成下调，G单体和阿魏酸（FA）含量增加。与野生型水稻相比，突变体木质纤维素孔隙度显著增加1.8倍，经弱碱预处理可去除58%的木质素，使生物质酶解效率提升32%，生物乙醇产量提高26%。突变体制备出的纳米材料尺寸更小、性能更优，木质素纳米颗粒（LNPs）粒径降低48%，木质素碳量子点（CQDs）荧光产率提升31%。此外，突变体抗氧化能力增强，DPPH自由基清除率提升19%，镉积累能力提高66%。因此，本研究提出了降低木质纤维素顽抗性的遗传修饰模型，解析S单体下调对木质素单体组成与分子量的影响，阐明生物质高效转化纤维乙醇和木质素纳米材料及重金属积累机制，为生物质高值全利用提供理论依据和技术支撑。
降低木质纤维素顽抗性的遗传修饰模型
湖北工业大学生命科学与健康工程学院青年教师余华博士与华中农业大学张贵粉博士为论文共同第一作者，彭良才教授与广西大学王令强教授为本文通讯作者，湖北工业大学王艳婷教授和刘鹏博士、华中农业大学李勇教授和任喜峰教授、中国科学院青岛生物能源与过程研究所付春祥研究员和彭昊博士后、美国田纳西大学诺克斯维尔分校助理教授李密参与了部分研究工作。该研究得到国家自然科学基金（32470273）和湖北工业大学高层次人才专项资金（GCC20230001）的支持。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.01.048
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