甘蓝型油菜5个脂酰-ACP硫酯酶基因的克隆及表达分析

【作者】 陈张彬； 钟婷婷； 张振乾； 陈浩； 王峰； 熊兴华； 官梅； 邬贤梦； 刘忠松； 官春云； 肖钢；

【机构】 湖南农业大学农学院油料作物研究所；

【摘要】 植物脂肪酸的合成主要发生在质体中,由乙酰辅酶A经一系列反应生成不同链长（C8～C18）的脂肪酸。脂酰-ACP硫脂酶（faty acyl-ACP thioesterase）将质体中以脂酰-ACP形式存在的脂肪酸水解成游离的脂酰-CoA和酰基载体蛋白（ACP）,从而终止脂肪酸碳链延长。脂酰-ACP硫脂酶不但影响种子含油量的高低,还影响植物油脂的脂肪酸组成。本研究在甘蓝型油菜不同油酸含量的转录组数据中筛选出表达差异显著的3个FATA和2个FATB基因。对这5个硫酯酶基因进行基因表达量分析和酵母、拟南芥遗传转化分析。结果表明5个硫酯酶基因在高油酸油菜不同发育时期种子中的表达量普遍要高于低油酸油菜的表现。其中,FATA1基因的表达量是最高的,其次是FATA3。对转基因酵母的脂肪酸组成和含油量分析表明,5个硫酯酶基因的转化酵母体内的硬脂酸（C18:0）、油酸（C18:1）含量、含油量较对照都有所增加。其中转FATA1基因酵母的油酸含量和含油量提高最多,分别较对照增加了59.56%和87.86%。其次是转FATA3基因酵母,油酸含量和含油量分别提高了41.02%和36.05%。T₁转基因拟南芥种子的含油量和脂肪酸分析数据与转化酵母中的数据类似。5个硫酯酶基因过表达拟南芥种子的油酸含量、含油量都较对照都有所增加,其中转FATA1基因酵母的油酸含量和含油量提高最多,分别较对照增加了30.22%和25.37%。其次是FATA3转基因植株,分别较对照增加了27.85%和18.06%。实验结果表明5个甘蓝型油菜脂酰-ACP硫脂酶基因中FATA1和FATA3基因的功能最强,对油菜含油量和油酸含量贡献最大。本研究为油菜的高含油量、高油酸育种提供了新的思路。更多还原