【摘 要】
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不饱和脂肪酸含量的高低是油脂品质的一个重要指标。随着经济水平的不断发展和人类生活水平的逐步提高,不饱和脂肪酸含量高的植物类油脂越来越受到人们的青睐。芍药籽油含有极高的不饱和脂肪酸,是一种潜在的功能保健食品。因此,对其脂肪酸合成途径及关键酶基因的解析有助于后续对其功能的深入研究及开发应用。本论文以芍药品种‘杭白芍’为材料,鉴定了籽油的抗氧化活性和抑菌活性;测定了发育过程中果荚和种子的形态特征、种子的
【基金项目】
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河南省创新型科技人才队伍建设工程（202101510003）；
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不饱和脂肪酸含量的高低是油脂品质的一个重要指标。随着经济水平的不断发展和人类生活水平的逐步提高,不饱和脂肪酸含量高的植物类油脂越来越受到人们的青睐。芍药籽油含有极高的不饱和脂肪酸,是一种潜在的功能保健食品。因此,对其脂肪酸合成途径及关键酶基因的解析有助于后续对其功能的深入研究及开发应用。本论文以芍药品种‘杭白芍’为材料,鉴定了籽油的抗氧化活性和抑菌活性;测定了发育过程中果荚和种子的形态特征、种子的营养成分和酶活性动态变化;对不同发育阶段的‘杭白芍’种子进行了转录组测序,应用q PCR技术验证了油脂合成相关的8个功能基因在种子不同发育时期的表达量,通过WGCNA共表达模块分析了差异基因与油脂合成生理性状之间的相关性;基于转录组数据克隆了3个脂肪酸合成关键基因,并对其编码的蛋白质序列进行了综合的生物信息学分析。（1）应用超临界CO2萃取法得到了芍药籽油、牡丹籽油和花生籽油,对其进行了抗氧化活性分析,发现芍药籽油和牡丹籽油的抗氧化活性均显著高于花生籽油;抑菌活性测定表明,芍药籽油对大肠杆菌的抑菌活性呈中灵敏度,对铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯氏菌和阴沟肠杆菌抑菌活性均为低灵敏度。（2）芍药种子发育过程形态特征变化表明,0-30 DAF为果荚快速生长期,20-50 DAF为种子快速生长期;在种子不同发育时期可溶性蛋白质呈现先增加后降低再增加的趋势,可溶性糖积累趋势为先升后降,之后趋于稳定,淀粉的变化趋势为先下降后升高并趋于稳定;通过超临界CO2萃取不同发育时期的‘杭白芍’种子油,出油率为11.1%～22.8%;GC-MS表明,芍药种子不同发育时期不饱和脂肪酸含量达87.2%～90.24%,其中OA、LA、ALA平均相对含量分别为32.12%、22.64%、33.64%。（3）对‘杭白芍’20、40、60、70、80和90 DAF六个时期（每个时期6个生物学重复）的种子进行转录组测序分析,共鉴定出35688个单基因和6899个差异基因,相关性分析将6个时期的基因聚为4个阶段,GO注释为35个功能组,KEGG富集到57个术语,其中有6条途径、198个单基因与油脂代谢有关;ICDHm、ICL、G6PDH和PDH四种酶活性测定结果表明对脂肪酸积累均具有积极催化作用;首次采用WGCNA分析差异基因与油脂合成相关生理性状之间的关系,共获得10个共表达模块,其中turquoise模块与α-亚麻酸呈高度正相关（P=0.97）,GO注释到脂质生物合成和代谢直接相关的有6个通路,筛选到10个核心基因;应用qRT-PCR对脂肪酸生物合成相关的8个基因进行定量表达分析,其结果证实RNA-seq数据是可靠的。（4）成功克隆了脂肪酸合成途径的5个关键基因Pl SAD、Pl FAD2、Pl FAD2-2、Pl FAD6和Pl FAD7,Gen Bank登录号分别为OM291909、ON568339、ON631077、ON631078和ON631079;Pl SAD为定位于叶绿体的无跨膜结构域、无信号肽、稳定的亲水蛋白;Pl FAD2和Pl FAD2-2蛋白均有5个跨膜结构域,定位于内质网,无信号肽,Pl FAD2为亲水不稳定蛋白,Pl FAD2-2为亲水稳定蛋白;Pl FAD6为定位于叶绿体的无信号肽、有3个跨膜结构域、不稳定的亲水蛋白;Pl FAD7为定位于叶绿体和内质网的无信号肽、有2个跨膜结构域的稳定亲水蛋白。系统进化树分析结果表明均与同科同属的芍药和牡丹相似性最高。
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