油棕(Elaeis guineensis Jacq.),又称油椰子,是雌雄花同株的多年生单子叶的棕榈科常绿乔木。油棕果实的产油率极高。其每公顷产油量是油菜、大豆等的6-11倍,因此被称为“世界油王”。油棕主要分布的地区是非洲、东南亚和南美洲、中国海南省。油棕中果皮富含棕榈油,占总重的80%,棕榈油所含饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸比例均衡,其中不饱和脂肪酸中含有油酸和亚油酸的比例为4:1。亚油酸为必需脂肪酸,能够作为底物合成体内多种生物活性物质,是维持人体正常生理代谢所需要的重要不饱和脂肪酸之一。油酸去饱和酶(Δ12 Fatty acid desaturase,FAD2)能够催化油酸C12和C13之间脱氢,生成亚油酸,在调控油酸与亚油酸的比例及含量的过程中发挥重要的作用。为解析油棕FAD2(Eg FAD2)在油棕脂肪酸代谢中的调控机制,通过酵母单杂交实验筛选出与Eg FAD2启动子(Egpro FAD2)互作的转录因子(Auxin Response Factor 18,ARF18),通过实验瞬时转染、转基因油棕胚性愈伤等研究,解析转录因子ARF18与FAD2之间的调控关系。取得的研究结果如下:1.在前期实验室克隆获得的Egpro FAD2基础上,通过生物信息学分析,发现了Egpro FAD2上含有激素响应元件、光反应元件及多类转录因子的顺式作用元件。2.通过构建Egpro FAD2:GUS植物表达载体,侵染拟南芥,取阳性拟南芥各个组织,GUS定性。结果显示,GUS蛋白在拟南芥各个组织均能表达,无明显组织特异性。3.通过酵母单杂交,筛选出与Egpro FAD2互作的蛋白,共94个。鉴于ARF家族基因参与植物的花器官及种子的生长,选择Eg ARF18用于下一步研究。荧光定量分析结果显示,Eg ARF18在油棕果实发育第4时期(开花后第120-140天)表达量最高,与Eg FAD2表达趋势相一致。4.Eg ARF18的生物信息学分析,结果显示Eg ARF18蛋白预测定位于细胞核,且含有B3结构域和Auxin＿resp保守结构域。利用烟草叶片对Eg ARF18进行定位实验,结果进一步证实了Eg ARF18定位细胞核。5.对Eg ARF18蛋白表达并纯化,凝胶迁移EMSA实验结果证明Eg ARF18能够与Egpro FAD2结合,且作用在TGTCXX的基序上,即生长素响应元件Aux REs。6.Eg ARF18瞬时转染油棕原生质体和转基因拟南芥后,荧光定量PCR分析揭示,与野生型相比较,过表达Eg ARF18的油棕原生质体中Eg FAD2的表达量上调。类似地,对过表达Eg ARF18的拟南芥叶片的GUS蛋白定量分析,GUS蛋白的表达量被上调。7.构建并获得稳定过表达Eg ARF18的油棕胚性愈伤。荧光定量PCR检测转基因油棕胚性愈伤中Eg ARF18和Eg FAD2的表达量。结果显示,与野生型相比较,Eg ARF18在转基因胚状愈伤中的表达量均显著增加,且Eg FAD2的表达量随着Eg ARF18基因表达增加而增加,呈正相关性。结果进一步证实了,Eg ARF18能够上调Eg FAD2的表达。综上所述,本研究在油棕中筛选到了亚油酸生物合成过程的关键酶Eg FAD2的上游调控因子——Eg ARF18,并阐明了转录因子Eg ARF18直接结合Egpro FAD2的顺式作用元件TGTCXX,并促进Eg FAD2的表达,进而为研究其在后续油棕亚油酸合成的过程中发挥的作用提供一定理论依据,为后续亚油酸这一特定脂肪酸的遗传改良和新品种的创制提供有力的分子基础。