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大戟科(Euphorbiaceae)植物续随子(Euphorbia lathylris L.)是一种具有开发潜力的能源植物,其种子含油量高且脂肪酸组成与理想的柴油替代品类似。油体是植物种子储存脂类的主要细胞器,其大小及含油量高低与表面的油体蛋白有密切关系。本文对续随子的转录组学、油体蛋白基因的克隆和表达、油体分离和油体脂肪酸组成进行了研究,旨在为能源植物续随子的分子生物学研究及高油品种选育提供理论参考。主要研究内容和结果如下:1、采用 10μM 脱落酸(ABA)、200mMNaCl、10μ赤霉素(GA)分别对续随子植株处理12 h,获取各处理下的多个器官(根、茎、叶、花、发育早期种子、发育中期种子、成熟种子),与未处理的各器官混合制样,利用Solexa测序技术对其进行转录组测序。共获得34732条Unigene,数据量大小为28.49 Mb。将 Unigene 分别与公共基因数据库(NR、SWISS-PORT、TREMBL、CDD、PFAM、KOG、KEGG、GO)行比对和功能注释。在KOG数据库中,有10508条的Unigene被注释为25种KOG类群,最多的三类功能为一般性功能预测、信号传导机制和翻译后修饰、蛋白质转换和分子伴侣。在KEGG数据库中,3079条Unigene获得注释参与329条通路;在GO数据库中,19328条Unigene被注释到GO数据库的三大类群即生物过程、细胞组成和分子功能。2、基于转录组测序获得4个续随子油体蛋白基因(ElOLE1-ElOLE4),对其编码的蛋白(ElOLE1-ElOLE4)进行生物信息学分析,结果表明:ElOLEl-ElOLE4均为小分子蛋白,平均分子量分别为14.98 kDa,具有较高的等电点和较高的疏水性。在线分析预测ElOLEl-ElOLE4亚细胞定位于质膜。氨基酸同源比对分析发现ElOLE1-ElOLE4均有OLE蛋白家族共有的高度保守的“脯氨酸节”基序——“PX5SPX3P”;在系统进化关系上与同为大戟科的植物具有很高的同源性;与模式植物拟南芥OLE蛋白家族比对发现ElOLE1、ElOLE2、ElOLE3都属于S型OLE蛋白,ElOLE4属于SM型OLE蛋白。3、利用RT-PCR和荧光定量PCR检测了续随子ElOLE1-ElOLE4在不同处理的多个器官中的表达情况,结果表明:ElOLEl、ElOLE2、ElOLE4在各处理的器官中均有表达,ElOLE3主要在种子中表达。在种子萌发过程中,4种油体蛋白基因在种子中的表达量高于根茎叶,其中ElOLE1和ElOLE2表达量较高。NaCl促进了茎中ElOLE1和ElOLE4的表达,ABA和NAA处理对4个ELOLE基因表达均无影响。通过构建重组表达载体pET30-(ElOLE1-ElOLE4),在大肠杆菌BL21中诱导基因表达。经SDS-PAGE检测表明重组蛋白均为胞内表达,分子量约为18 kDa,比理论分子量大,是由于与序列标签融合表达。4、通过气相色谱—质谱联用(GC-MS)技术,分别测定了两个产地(来源于江苏海安和河南朱集)续随子种子及种子油体脂肪酸的组成与含量,结果如下:两个产地的续随子种子油体脂肪酸都以油酸(83.32%和73.99%)和棕榈酸(10.56%和15.97%)为主。另外含量较多的脂肪酸还有亚油酸和硬脂酸等。两个产地种子中的脂肪酸以油酸(82.04%和75.63%)和棕榈酸(6.00%和11.75%)为主,相对含量差异显著,而且油酸含量与棕榈酸含量呈负相关,即油酸含量高的种子,则棕榈酸含量较低。海安和朱集种子油体分离得到的极性脂和中性脂的主要脂肪酸均以十八碳烯酸(油酸,一个不饱和双键)为主,其次是十六烷酸(棕榈酸),中性脂相似,极性脂有较大差异,尤其是十八碳烯酸与十六烷酸,且二者呈负相关的关系。