【摘 要】
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诸葛菜(Orychophragmus violaceus,O.violaceus)的种子油中由于富含两类双羟基超长链脂肪酸(内布拉斯加脂肪酸,7,18-OH-24:1Δ15,武汉脂肪酸,7,18-OH-24:2Δ15,21)从而具有极耐高温的润滑性能。为了更好的理解双羟基脂肪酸的合成代谢通路及其在种子储存和发育过程中的生物学意义,本研究在中国安徽黄山挖掘了同样富含双羟基脂肪酸的诸葛菜的近缘种心叶诸
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诸葛菜(Orychophragmus violaceus,O.violaceus)的种子油中由于富含两类双羟基超长链脂肪酸(内布拉斯加脂肪酸,7,18-OH-24:1Δ15,武汉脂肪酸,7,18-OH-24:2Δ15,21)从而具有极耐高温的润滑性能。为了更好的理解双羟基脂肪酸的合成代谢通路及其在种子储存和发育过程中的生物学意义,本研究在中国安徽黄山挖掘了同样富含双羟基脂肪酸的诸葛菜的近缘种心叶诸葛菜(Orychophragmus limprichtianus,O.limprichtianus),并组装了心叶诸葛菜基因组、分析了其基因组演化过程、比较了心叶诸葛菜家角果发育中期和后期种子中的差异表达基因并对双羟基脂肪酸代谢候选基因进行了系统发生分析,本论文获得的分析结果如下:1.心叶诸葛菜基因组大小约为585Mb,其中重复序列比例为64%,全基因组杂合度为0.96%。由于其染色体核型在基因组水平依旧表现为两两之间高度一致,本研究认为心叶诸葛菜属于异化的同源四倍体,并将其分为两个亚组,其中Chr01至Chr07属于A亚组,Chr08至Chr14属于B亚组。2.古染色体核型构建结果表明心叶诸葛菜的两个亚组的染色体核型与芸苔族祖先种染色体核型基本一致。这表明心叶诸葛菜的基因组在经历全基因组多倍化后并没有发生较大规模的断裂与重组,而是逐渐异化并趋于稳定。3.心叶诸葛菜角果中期和后期的种子基因差异表达富集分析结果显示心叶诸葛菜有3个FAE1基因的不同拷贝(Ol FAE1-1,Ol FAE1-2和Ol FAE1-3)和3个FAD2基因的不同拷贝(Ol FAD2-1,Ol FAD2-2和Ol FAD2-3)。系统发生分析和氨基酸比对结果显示对于心叶诸葛菜3个FAE1基因的不同拷贝,Ol FAE1-1与Ov FAE1-1高度同源,Ol FAE1-2与Ov FAE1-2高度同源,而Ol FAE1-3则与拟南芥At KCS17高度同源;对于心叶诸葛菜3个FAD2基因的不同拷贝,Ol FAD2-2与Lf FA12H高度同源,而与Ov FAD2-2则亲缘关系较远,Ol FAD2-1和Ol FAD2-3则与其他FAD2基因聚类在同一分支。对于心叶诸葛菜基因组的研究一方面有助于解析芸苔族物种的演化过程,另一方面也有助于更好的挖掘双羟基脂肪酸合成代谢基因。这些研究结果将为后期深入解析双羟基脂肪酸的代谢途径以及开发性能更为优良的植物基润滑油提供重要的理论依据。
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