玉米木质素合成途径基因ZmCCoAOMT1功能研究及转录组分析

青贮玉米是一种优良的饲料作物,是畜牧业的优质粗饲料来源。咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(caffeoyl-CoA-O-methyltransferase,CCoAOMT)是木质素合成途径中的关键甲基转移酶。从玉米自交系B73的EMS突变体库获得了ZmCCoAOMT1基因的单碱基突变体,通过表型分析、生理生化分析、基因表达分析验证了ZmCCoAOMT1的功能。研究发现,ZmCCoAOMT1突变造成茎秆木质化程度降低、木质素含量显著减少、G型木质素(guaiacyl lignin)和S型木质素(syringa lignin)含量下降、体外干物质消化率提高。此外,突变体茎秆中ZmCCoAOMT1的表达量也显著低于野生型。转录组分析表明,ZmCCoAOMT1基因的突变可能调控苯丙烷代谢途径中相关基因的表达,进而引起木质素含量和单体组成发生变化。因此,ZmCCoAOMT1基因是培育高消化率优质青贮玉米品种的重要基因资源,研究结果为木质素合成代谢途径遗传机理研究提供了重要理论依据。