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大豆油脂是衡量大豆品质的重要指标之一,大豆油体蛋白是一种与大豆种子中油脂的形成和积累息息相关的蛋白。油体蛋白一般按照其分子量大小分为H型和L型,研究发现,大豆中H型油体蛋白是L型的2倍。油体蛋白的氨基酸序列中存在的“脯氨酸节”结构使油体蛋白具有高度保守的疏水区,这使得油体蛋白可以锚定油体,维持油体的稳定。油体蛋白可调节油脂中脂肪酸的组分含量;脂肪酸也会通过油体蛋白上的酶类进行代谢为种子萌发提供能量。因而分析研究大豆油体蛋白基因家族成员的结构与功能,进而找到与之类代谢相关的基因可以为大豆品质的改良提供理论基础。本研究主要结果如下:1.在NCBI中Blast得到大豆油体蛋白基因家族的12个成员,分别分布在第4、5、6、10、16、17、19和20号染色体上,没有基因簇的形成。疏水指数均在1.0附近说明油体蛋白为疏水蛋白。其家族成员按照分子量大小分为两类:(1)H型包括Gmole1、Gmole2、Gmole8;(2)L型包括Gmole3~Gmole7、Gmole9~Gmole12。一级结构分析表明在氨基酸序列保守区均存在高度保守脯氨酸节结构。二级结构以及结构域预测分析表明油体蛋白在行使功能时是镶嵌在油体中形成类似U形针的结构与油体结合。通过构建系统发育树,聚类分析表明大豆油体蛋白基因高度保守,成员间亲缘度较远。2.以大豆(吉育72)为植物材料提取RNA,使用RT-PCR法克隆得到Gmole1(813bp)、Gmole2(706bp)和Gmole8(808bp)。从大豆花后30天开始到完全成熟为止,每隔5天取一次样作为一个成熟度,荧光定量PCR分析Gmole1、Gmole2和Gmole8基因在种子成熟过程中的表达水平与脂肪酸组分含量变化关系,发现Gmole1的表达水平与棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)和山嵛酸(C22:0)等组分含量变化正相关,与亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)的组分含量变化负相关,Gmole2和Gmole8表达水平与脂肪酸组分含量变化无关。3.设计带有EcoRⅠ和HindⅢ酶切位点的引物克隆Gmole1,构建pCAMBIA-3301-Gmole1植物表达载体,三亲杂交的方法转入农杆菌。农杆菌介导花序浸染法转化拟南芥,使用1%浓度的除草剂筛选后进行PCR验证得到阳性植株。对转基因拟南芥种子的萌发状态和生理生化指标检测对比发现,在光照条件下,转基因拟南芥和与野生型的种子最终萌发率接近,但在黑暗条件下,转基因拟南芥种子要高于野生型拟南芥种子,表明转Gmole1基因有利于种子萌发。转Gmole1基因的拟南芥种子中棕榈酸(C16:0)的含量增加10%,亚麻酸(C18:3)降低9%,总可溶性蛋白含量稍有增加但不显著,表明Gmole1可改变种子中棕榈酸(C16:0)和亚麻酸(C18:3)的含量比例。