单半乳糖甘油二酯(MGDG)的功能　　 MGDG是一种含有半乳糖的极性甘油脂，是高等植物类囊体膜的主要结构成分。与其它三种类囊体膜脂相比，MGDG具有两个重要特点；在类囊体膜脂中其含量高达50％;MGDG单独分散到水中时，只能形成非双层的反向六角相。因此，MGDG被认为在类囊体膜的结构和功能中起着重要的作用。目前，人们对MGDG认识仍然非常有限。缺乏有效的研究手段是MGDG功能研究进展缓慢的主要限制因子。最近发展起来的RNA于扰技术为研究类囊体膜脂的功能提供了极好的工具。我们利用这一技术成功地抑制了MGDG合成酶基因的表达，获得了MGDG相对含量比野生烟草显著降低的突变体(M18)。本研究的目的是通过对MGDG缺失体M18的分析，阐明MGDG在类囊体膜的结构与功能中的作用。　　 MGDG缺失体M18的单叶叶面积及单位鲜重的干物质均比野生型烟草显著降低，说明了MGDG的缺失严重抑制了光合产物的积累和正常生长。　　 对转基因烟草M18的光合作用特性进行了测定。与野生烟草相比较，转基因烟草M18的PSⅡ光化学效率显著降低，类囊体膜放氧活性下降了72.9%，低温荧光光谱中的F683/F730比值明显降低。这些结果说明了MGDG在维持类囊体膜的功能，特别是PSⅡ的功能方面起着重要的作用。　　 在细胞水平上对M18进行研究，发现M18时肉细胞叶绿体数量下降了60%，说明MGDG含量减少严重阻碍了叶绿体的形成。同时利用转基因植株证明了MGDG缺失抑制了时绿体的分裂而不影响原质体形成叶绿体。　　 为了揭示MGDG缺失导致叶绿体功能变化和光合作用降低的机理，我们研究了MGDG缺失对类囊体膜蛋白的影响。通过B/SDS-PAGE分析发现，MGDG缺失导致PSⅡ核心蛋白复合物、PSⅡ的捕光天线复合物(LHCⅡ)及其单体的含量降低。结果说明MGDG缺失主要影响PSⅡ的生物合成，进而影响到类囊体膜的结构和光反应过程，最终导致光合作用效率减低，使植物的生长发育受阻。氨基乙醇磷酸转移酶基因AAPT1沉默对甘油脂合成的影响　　 磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰胆胺(PE)是大多数真核细胞膜的主要组成成分。在植物中，这两种磷脂是除质体膜之外的其它膜系统的主要结构成分。另外，磷脂还在甘油脂的生物合成中扮演着重要角色。在高等植物中，PC和PE的主要的合成途径是核苷酸合成途径，其中，AAPTs催化该途径的最后一步反应。本研究的目的是利用RNAi技术沉默拟南芥AAPT1基因，通过降低PC和PE的含量，研究其在植物膜系统的功能和甘油脂生物合成网络中的作用。　　 通过克隆AAPT1编码区的一个片段，构建沉默载体，利用农杆菌介导法转化拟南芬，然后经过抗性筛选获得T1代沉默株系，在其中我们发现了在表型上与野生型有明显差别的植株。这些植株株型矮小，叶片呈紫色。对这些植株叶片中甘油脂含量进行分析，结果表明PC和PE的含量均明显下降。RT-PCR分析证明了目的基因表达量大幅度降低。这些结果说明筛选出的抗性植株中AAPT1基因的表达受到抑制，并导致PC和PE含量降低。　　 对甘油脂脂肪酸组成的分析结果显示，转基因植株叶片中，PC含量下降的同时18:2、18:3的含量均明显下降，而18:1含量增加，更直接的说明了在植物体内PC是油酸和亚油酸去饱和酶的底物。　　 PC是否是植物TAG生物合成的主要前体还一直存在争议。如果PC是TAG合成的前体，那么伴随着AAPT1的抑制和PC含量的降低，种子中TAG含量也应该降低。但是我们所得到的AAPT1沉默的转基因植株中单粒种子的TAG含量比野生型拟南芥增加了1.7-3.0倍。PC合成受阻导致TAG含量增加说明在拟南芥中PC不是TAG生物合成的前体。因此我们发现了一种提高种子含油量的方法。　　 我们的研究表明，RNAi技术是研究植物亚细胞结构膜脂功能的一种有效工具，MGDG和AAPT1突变体的获得为进一步研究甘油脂的生物合成与功能提供很好的材料。