油棕(学名:Elaeis guineensis Jacq.)被认为是为数不多的“具有重大潜在应用价值”的植物之一,因其中果皮中累积的棕榈油可占组织干重的90%,成为国际上仅次于大豆的第二重要的油脂原料。目前,关于植物油脂累积和代谢的研究已经非常广泛,但是光照对油棕中果皮生长发育的影响以及光调控下中果皮油脂代谢动态变化相关的分子机制还未见报道。本研究以油棕薄壳种为材料,对油棕果实发育全周期进行遮光处理。对遮光组和对照组油棕中果皮总油脂含量对比分析、脂肪酸GC-MS分析、转录组测序、荧光定量实验等来解析油棕中果皮受光照调控基因表达差异、油脂代谢变化及其表达调控的分子机制。主要研究结果如下:首先,提取薄壳油棕中果皮遮光和对照组五个时期总油脂,甲酯化后进行GC-MS分析。结果表明:第四时期遮光组中果皮总油脂占鲜重35%左右,对照组占56%左右,第五时期遮光组中果皮总油脂占鲜重63%左右,对照组占76%左右。光照条件下,中果皮发育后期总油脂含量显著增加;单个脂肪酸相对含量在四、五时期无差异,其中C1 8:1,C18:2,C18:3等不饱和脂肪酸相对含量在中果皮发育的前期受光调控差异较大。其次,为阐明光照对中果皮油脂累积代谢影响的调控机制,我们提取了三、四、五时期中果皮总RNA,并进行转录组测序。挑选出10个可能在薄壳油棕中果皮发育的过程中响应光调控和影响次生代谢的候选差异表达基因,在中果皮发育的五个时期进行qRT-PCR验证。荧光定量结果表明光照在四、五时期上调MYB转录因子和MADS factor 3的表达。三个时期共有差异表达TF基因共有30个,筛选注释最多的为MYB转录因子7个和bHLH转录因子5个。转录组数据分析发现遮光组和对照组三个时期中发生的分子生物学事件较为一致,但是光照引起细胞内部基因表达差异巨大,从而引起生物学通路的改变以及总油脂含量和单个脂肪酸相对含量的差异。最后,通过转录组数据本实验作了三、四、五时期遮光组和对照组脂肪酸代谢、蔗糖代谢、类胡萝卜素代谢和乙烯生物合成代谢中涉及的酶基因表达量差异热图。脂肪酸代谢中光照上调SAD、FATB以及LACS的表达,蔗糖代谢中光照上调PK和PFK的表达,类胡萝卜素代谢中光照下调PDS和AA03的表达,乙烯生物合成代谢中光照下调ACS和ACO的表达。在中果皮油脂累积快速阶段,光照通过对这些关键酶的调控来促进中果皮总油脂的累积。