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三叶木通(Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz)是一种经济价值较高的野生藤本植物,种子含油量约为40%,其中74%为不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的比例约为1:1:1,接近联合国食用油标准。三叶木通籽油不仅可作为优质食用油的来源,而且可作为生物柴油的重要工业原料。三叶木通的开发利用主要还处在野生资源的收集和栽培驯化阶段,缺乏深入的分子生物学及遗传学的研究,限制了三叶木通的开发利用和遗传改良。本研究以三叶木通为材料,克隆油脂合成的关键酶基因,为解析三叶木通油脂合成机制及遗传学研究提供基础资料,也为人为调控三叶木通油脂含量和组成及分子遗传改良提供理论依据。本研究结果如下:(1)克隆了5个SAD同源基因。SAD1、SAD2和SAD3基因开放阅读框长度均为1194bp,均编码397个氨基酸。3条同源SAD基因结构中均有保守的酰基-ACP脱氢酶保守结构域,且在该结构域中均有一个活性位点。将三叶木通SAD与15种油料植物SAD进行分析构建N-J进行树,三叶木通SAD与油棕(Elaeis guineensis)聚为一支,说明三叶木通SAD与油棕SAD亲缘关系较近,可能具有相似的功能。三叶木通SAD1、SAD2、SAD3在茎、叶、雄花、雌花、种子中均有表达;SAD1雄花表达量最高;SAD2和SAD3种子中表达最高,推测它们可能是参与种子油的去饱和作用的主要基因。(2)克隆了3个FAD2同源基因。FAD2-a、FAD2-b基因开放阅读框长度均为1143bp,编码379个氨基酸。它们都具有植物型真核一致性序列(AACAATGGC)。FAD2-a和FAD2-b蛋白结构中包含一个酰基油酰胆碱去饱和酶保守结构域,且在该结构域中存在3个组氨酸簇(HECGHH、HRRHH、HVAHH)。将FAD2-a、FAD2-b与15种油料作物的FAD2基因构建系统树,管家型FAD2基因与种子特异表达FAD2各自为一支;FAD2-a、FAD2-b聚在一起,属于管家型FAD2基因,并且是在管家型和种子特异表达型分化之后复制而产生。三叶木通FAD2-a在茎、叶、雄花、雌花、种子中均有表达,FAD2-b在雄花中未检测到表达,这与系统树中它们属于管家型FAD2相一致。FAD2-a在种子表达量最高,推测其在种子油去饱和过程中起着重要作用;FAD2-b在叶片中表达最高。(3)克隆了3个PEPCase同源基因,PEPC1和PEPC3开放阅读框长度均为2895bp,编码964个氨基酸;PEPC2开放阅读框长度为2964 bp,编码987个氨基酸。在三叶木通PEPC蛋白中有一个典型的ppc结构域,3个PEPC结构域中都存在两个活性位点只是位置略有差异,推测3个PEPC具有类似的功能;三叶木通PEPC符合植物型PEPC的结构特点,其N-端具有植物型PEPC的保守区序列XX-SIDAQLR,并且属于植物C3型PEPC,这与系统树中三叶木通PEPC与其它C3型植物PEPC聚为一支相一致。三叶木通PEPC1、PEPC2、PEPC3在茎、叶、雄花、雌花、种子中均有表达,PEPC1、PEPC2和PEPC3在雄花中表达最高,推测这与雄花正处在减数分裂时期代谢比较旺盛有关。(4)克隆得到1条ACC1基因片段,长度为1017 bp,编码330个氨基酸;三叶木通ACC1在茎、叶、雄花、雌花、种子中均有表达,在雄花中表达最高,茎中表达最少。(5)得到1条长度为591 bp的DGAT1基因片段,编码197个氨基酸;三叶木通DGAT1在茎、叶、雄花、雌花、种子中均有表达,在雄花中表达最高,叶片中表达最少。