续随子（Euphorbia lathyris L.）脂肪酸组分与理想的柴油替代品分子构成相似,是一种新型能源油料植物。Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶（stearoyl-acyl carrier proteinΔ~9 desaturase,SAD）是决定植物细胞不饱和脂肪酸合成的关键酶。续随子中油酸（C18:1）含量高达83%,而SAD酶可催化硬脂酰-ACP（C18:0）脱氢生成油酰基-ACP（C18:1）,因此研究高油酸植物续随子的SAD显得尤为重要。然而,迄今还未见关于续随子SAD基因家族的鉴定、功能分析以及参与冷胁迫响应的研究报道。基于此,本研究鉴定了续随子ElSAD基因家族成员,分析了其编码蛋白的理化性质和结构;通过RT-PCR半定量和q PCR定量检测了续随子ElSAD1和续随子ElSAD2在续随子不同器官中的表达量;获得高表达基因ElSAD2的c DNA,克隆并构建了2个表达载体,分别通过在酵母和在烟草叶片中的表达验证续随子ElSAD2基因的功能;研究续随子ElSAD2对续随子幼苗冷胁迫下的表达。本文主要内容及结果如下:1.从续随子基因组数据库获得SAD候选基因,经过筛选鉴定得到4个续随子SAD基因,即为续随子ElSAD基因家族。用生物信息学工具对其进行预测分析。结果表明:4个ElSADs酶都含有Acyl-ACP-Desat保守结构域,属于Ferritin-like superfamily。ElSADs蛋白编码氨基酸数量、相对分子量、理论等电点等有所差异。多序列比对中,ElSAD1、ElSAD2和ElSAD4的关键氨基酸和拟南芥At SSI2、蓖麻Rc SAD1的完全相同,ElSAD3有3个变异氨基酸。系统发育分析中,ElSAD2与对18:0-ACP具有底物选择性的蓖麻Rc SAD1聚为一支,推测ElSAD2可能具有18:0-ACP底物选择性。2.对ElSAD1和ElSAD2在续随子的根、茎、叶、花、花后15 d种子、花后30 d种子和花后45 d种子中的表达进行探究。结果表明:续随子ElSAD1和ElSAD2均在花后30 d的种子中表达量最高。而ElSAD2基因在花后30 d的种子中的表达量高于ElSAD1基因的表达量。这与种子油脂积累模式相吻合,表明在续随子种子发育过程中ElSAD2发挥了重要作用。3.从花后30 d的续随子种子中克隆ElSAD2,构建p YES2.0-ElSAD2酵母表达载体,将酵母表达载体p YES2.0-ElSAD2依次转入INVSc1酿酒酵母和缺陷型BY4389酿酒酵母中。设置空载对照,即转空载体p YES2.0的INVSc1酵母和转空载体p YES2.0的BY4389缺陷型酵母;设置空白对照,即野生的INVSc1酵母和BY4389缺陷型酵母。经过培养后测定各酵母中脂肪酸组分及总油脂含量。结果表明:转基因野生酵母INVSc1和转基因BY4389缺陷型酵母的总油脂含量分别升高了2.45%和4.0%,油酸（C18:1）含量分别增加了4.0%和6.1%,而棕榈油酸（C16:1）含量仅分别增加了1.9%和3.6%。说明ElSAD2具有Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶活性,在转基因酵母中表达后可以增加其总油脂含量和不饱和脂肪酸油酸（C18:1）的含量。4.构建p CAMBIA1303-ElSAD2植物表达载体,通过农杆菌侵染本氏烟草叶片,检测ElSAD2基因在烟草叶片中的异源表达情况,并验证ElSAD2基因的功能。将构建好的植物表达载体p CAMBIA1303-ElSAD2转入GV3101根癌农杆菌中,侵染本氏烟草叶片。培养一段时间后采样进行PCR检测,验证ElSAD2基因在烟草叶片中有效表达。测定瞬时表达烟草叶片的总油脂含量和脂肪酸组分,结果表明:转ElSAD2基因的烟叶总油脂含量提高了7.23%,油酸（C18:1）的含量提高了2.84%。转基因ElSAD2基因的烟叶中可溶性糖、淀粉和蛋白含量均有所下降。表明ElSAD2具有Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶活性,在烟草叶片中瞬时表达可以促进总油脂的积累和油酸含量的增加。5.对续随子幼苗进行4℃冷胁迫处理,分别在0 h、4 h、8 h、12 h、24 h和48 h取样,测定续随子ElSAD2的表达量和续随子幼苗中不饱和脂肪酸的含量。结果表明:续随子幼苗在4℃冷胁迫处理8 h时,ElSAD2的表达量达到最高,不饱和脂肪酸含量达到最高,在处理时长为8 h～24 h时,续随子ElSAD2基因表达量逐渐减低,不饱和脂肪酸含量也减少但仍高于未冷胁迫的幼苗。表明ElSAD2参与续随子幼苗在低温胁迫下的调节,并且幼苗中的不饱和脂肪酸含量上升。总之,本研究首次鉴定出续随子SAD家族成员,通过生物信息学分析、功能验证及冷胁迫,解析续随子ElSAD2基因的功能。研究可为解析续随子油脂合成的分子机理提供科学参考,可进一步应用于油料植物油脂产量和品质改良。