利用代谢工程技术在植物中异源合成超长链多不饱和脂肪酸(Very long-chain polyunsaturated fatty acids，VLCPUFAs)，可为人们提供一条稳定、经济、可持续的鱼油替代生产途径。目前，产量低是限制以植物为生物反应器替代生产VLCPUFAs的主要因素。将酰基转移酶等辅助因子与合成VLCPUFAs所需酶共转化植物，能有效提高转基因植物VLCPUFAs含量。　　二酰甘油酰基转移酶DGAT(Acyl-CoA:diacylglycerol acyltransferase)是三酰甘油(TAG)甘油磷酸合成途径的限速酶。研究表明在不同物种和不同组织中，DGAT1和DGAT2催化TAG合成的功能是非冗余的，且对底物脂肪酸的选择具有偏好性。提高转基因植物合成的VLCPUFAs整合到TAG中的比率，可提高VLCPUFAs产量，因此催化TAG合成的二酰甘油酰基转移酶的底物专一性影响着某种脂肪酸在植物体内的合成量。本研究目的是从富含长链多不饱和脂肪酸的马铃薯致病疫霉中克隆对VLCPUFAs具有高活性的DGAT。　　本研究利用生物信息学，对真核生物DGAT进行广泛鉴定，分析了DGAT1和DGAT2的基因结构、跨膜结构和表达模式的不同，为DGAT功能研究奠定基础。同时，从富含长链多不饱和脂肪酸的马铃薯致病疫霉克隆到6个DGAT基因，并通过在酵母和拟南芥异源表达进行初步功能鉴定，为揭示6个DGAT在马铃薯致病疫霉TAG合成中的作用以及进一步筛选鉴定其对VLCPUFAs的催化活性奠定了基础。主要结果如下:　　(1)通过在高等植物、真菌和动物的基因组中进行广泛搜索，共鉴定到171个DGAT基因，35种高等植物中鉴定到146个DGAT,包括53个DGAT1、83个DGAT2、5个DGAT3(Cytosolic DGAT)、5个DGAT4(WS/DGAT);6种真菌中鉴定到2个DGAT1和11个DGAT2;6种动物中鉴定到DGAT1和DGAT2各6个。分析结果表明DGAT1和DGAT2广泛存在于真核生物中;而DGAT3和DGAT4是十字花科植物所特有的。　　(2)对5种模式植物（拟南芥、大豆、水稻、番茄、玉米）和动物小鼠的DGAT1和DGAT2的基因结构分析表明，DGAT1和DGAT2基因结构高度保守且差异明显，DGAT1的外显子数目多于DGAT2;跨膜结构域预测表明DGAT1的跨膜结构域数目多于DGAT2;基因芯片分析表明，5种植物DGAT基因在不同发育时期具有特异性表达。　　(3)成功克隆到马铃薯致病疫霉6个DGAT的cDNA全长片段，生物信息学分析表明，这6个DGAT基因均属于DGAT2，分别命名为PiDGAT2-1/2/3/4/5/6。　　(4)构建PiDGAT的酵母表达载体，在酵母dgat突变体H1246中异源表达，6个转基因酵母都能在含有油酸的培养基中恢复正常生长，说明它们都具有DGAT酶活性，能在酵母中催化合成TAG; TAG含量测定表明，PiDGAT2-4基因在酵母中二酰甘油酰基转移酶活性最高。　　(5)分别利用35S强启动子和Napin种子特异性启动子在拟南芥中过表达PiDGAT基因，TAG含量测定表明，35S启动的转基因T2代株系中，除PiDGAT2-5转基因植株外，其余5个超表达PiDGAT基因拟南芥植株的TAG含量均明显高于野生型;Napin启动的纯合株系中，PiDGAT2-1、PiDGAT2-2和PiDGAT2-3种子TAG含量分别提高到野生型的1.45、1.33和1.12倍，种子的千粒重分别比野生型增加了18.7％、10.8％和9.0％。