植物表皮蜡质合成、运输及调控机制研究进展

为阐明植物蜡质合成/转运的分子机制及调控网络,依据PubMed,WebofScience和中国知网数据库,以“表皮蜡质”和“植物”的中英文为关键词,检索了1974—2022年发表的相关文献125篇,通过整理和归纳,分析以玉米为代表的植物蜡质代谢相关合成,转运及调控网络。结果表明:植物蜡质成分复杂,一般由超长链脂肪酸、烷烃、醛、醇、酮以及萜类和一些小分子次级代谢物组成。且不同植物及同一种植物不同器官蜡质含量及成分均不同。模式植物拟南芥中表皮蜡质合成、运输及调控机理研究相对清楚,植物蜡质前体物质超长链脂肪酸(verylong chainfattyacids,VLCFAs)在脂肪酰-CoA延长酶等多酶体系催化下合成,包括β-酮脂酰-CoA合酶、β-酮脂酰-CoA还原酶、β-羟脂酰-CoA脱水酶和反式烯脂酰-CoA还原酶组成,合成后的VLCFAs通过脱羰基与酰基还原作用进入角质层蜡质合成途径,形成各种蜡质组分。单子叶植物蜡质合成及排列方式与双子叶植物有很多相似之处,也有一定差异,如,拟南芥中ABCG32编码的脂质转运蛋白参与莲座叶角质层蜡质的形成,而玉米GLOSSY13、大麦的HvABCG31和水稻的OsABCG31主要是在幼叶表皮蜡质转运过程起作用。目前,玉米中发现的蜡质突变体超过了30多个,相关基因还有待挖掘。