New Phytol|东北林大程玉祥团队与利用Cas9/gRNA诱导的基因敲除研究毛白杨次生细胞壁纤维素合成酶的功能

植物纤维素是由一个大的质膜定位的纤维素合成酶(CESA)复合体合成的。然而，在树木中，尤其是基于基因敲除的次生细胞壁(SCW)CEAs的整体功能测定仍然缺乏。在此，我们获得了Cas9/gRNA诱导的毛白杨PtrCesA4、7A、7B、8A和8B基因的敲除。基于解剖学、免疫组织化学和木材成分的证据，我们在遗传水平上对5个SCW PtrCesA有了全面的了解。PtrCesA4、7A/B或8A/B的完全缺失导致相似的形态学异常，表明相似且无冗余的遗传功能。这些突变木材中没有凝胶层(G)层和单层壁纤维，纤维素含量下降了90%，表明这三类SCW PtrCesA是多层SCW结构和木材G纤维所必需的。此外，突变体的初生和次生韧皮部纤维失去了n(G+L)层和G层，而保留了较厚的S层(L，木质化；S，次生)。结合多糖免疫定位数据，这些发现表明，SCW PtrCesas合成纤维素在木材和韧皮部纤维壁结构中的作用存在差异。

总体而言，对SCW PtrCesAs的功能理解进一步揭示了缺乏纤维素生物合成对树木生长、SCW、木材G纤维和韧皮部纤维壁结构的影响。

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