高含油量与优良脂肪酸组成是油料作物优质和高产的关键性指标。对含油量与脂肪酸合成相关基因进行克隆和深入研究,这对油料作物的优质高产具有十分重要的理论和实际意义。本研究利用荧光定量RT-PCR对两个油菜品种种子发育过程中30个脂肪酸合成相关基因的转录谱进行了分析,揭示了它们与低芥酸、高油酸以及高含油量育种的关系。研究表明,与高芥酸油菜中油821相比,低芥酸品种中双9号中有7个基因的表达量上调了30%至109%,包括FAD3, ACCase, FAE1, GKTP、Caleosin, GAPDH和PEPC。另外有10个基因表达量下调了20%至50%,包括KAS3,β-CT, BcRK6, P450, FATA, Oleosin, FAD6, FATB,α-CT和SUC1。大多数基因与某些脂肪酸的积累有相关性,但ZY821和ZS9中的相关性不同。为了对油脂合成相关基因的功能进行深入分析,本研究分别从油菜、花生、大豆、芝麻等油料作物中克隆了油脂合成相关基因的全长cDNA序列,包括含油量相关的ACCase、SUC2、DGAT,脂肪链长度相关的FATA、FATB,脂肪酸不饱和程度相关的FAD2、FAD3、FAD6和FAD7等基因,对它们的序列特征进行了生物信息学分析。将来自不同油料作物的9个不同类型去饱和酶基因转化相应的拟南芥突变体,得到了大量阳性植株。转基因拟南芥T2代植株种子的脂肪酸组成分析结果表明:使用油菜的BnFAD2基因转化拟南芥fad2突变体,得到的19株阳性植株全都能互补其表型,其中少数阳性植株在Napin强启动子的作用下基因的活性显著增强。使用大豆GmFAD2基因转化得到的12株阳性植株也能全部互补突变体的表型。用芝麻的SiFAD2基因转化得到的7株阳性植株中,有5株能很好地互补fad2突变体的表型。但使用花生的AhFAD2基因转化时,得到的14个阳性植株中仅有1株能很好地互补其拟南芥突变体的表型。用油菜BnFAD3基因转化拟南芥fad3突变体后,得到10株阳性植株中有6株能有效互补突变体的表型。用大豆的GmFAD3基因转化拟南芥fad3突变体后,得到的20株阳性植株中,仅有7株能有效互补fad3突变体的表型。将来自油菜的BnFAD6基因转入拟南芥fad6突变体后,得到的16株阳性植株全部能发挥ω-6去饱和酶的催化作用,催化C18:1和C20:1生成C18:2和C20:2脂肪酸。而大豆的GmFAD6基因转入后得到的20个阳性植株中仅有3株能在种子中发挥ω-6去饱和酶的催化作用。当FAD7基因突变后,其产物C18:3脂肪酸的含量明显降低,而C18:1脂肪酸含量明显上升,说明FAD7在种子中也起ω-3去饱和酶的催化作用。将芝麻SiFAD7基因转入后,在得到的7株阳性植株中有5株不仅能互补fad7突变体的表型,而且能生成远远高于野生型含量的C18:3脂肪酸,证明它也是一种能在种子中起有效催化作用的ω-3去饱和酶。以上结果表明,来自不同油料作物的相同基因虽然能够互补拟南芥基因缺陷,但具有显著的功能差异,不同转化事件的表现也具有显著差异。本研究为油料作物脂肪酸组成的基因调控提供了理论依据。