【摘 要】
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提高油料作物种子含油量对于提高植物油产量具有重要意义。溶血磷脂酸酰基转移酶（Lysophosphatidate acyltransferase,LPAT）以溶血磷脂酸为底物生成磷脂酸,是生物体内油脂合成过程中的关键酶。课题组前期研究发现,在拟南芥中超表达甘蓝型油菜BnLPAT2基因可提高拟南芥种子含油量和亚麻酸含量,然而其机理尚未得到充分解析。为研究超表达BnLPAT2拟南芥种子亚麻酸积累过程中的
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提高油料作物种子含油量对于提高植物油产量具有重要意义。溶血磷脂酸酰基转移酶（Lysophosphatidate acyltransferase,LPAT）以溶血磷脂酸为底物生成磷脂酸,是生物体内油脂合成过程中的关键酶。课题组前期研究发现,在拟南芥中超表达甘蓝型油菜BnLPAT2基因可提高拟南芥种子含油量和亚麻酸含量,然而其机理尚未得到充分解析。为研究超表达BnLPAT2拟南芥种子亚麻酸积累过程中的机理,本研究以超表达BnLPAT2（BnLPAT2-OE）拟南芥株系为研究对象,拟通过分别与脂肪酸脱氢酶（Fatty acid desaturase,FAD）基因fad7fad8双突变体株系、三半乳糖基二酰甘油通道蛋白（Trigalactosyldiacylglycerol,TGD）基因tgd2突变体株系和tgd4突变体株系进行杂交,并获得fad7fad8/BnLPAT2-OE、tgd2/BnLPAT2-OE和tgd4/BnLPAT2-OE纯合拟南芥株系。通过对比分析上述不同株系种子中亚麻酸含量的差异,揭示超表达BnLPAT2提高拟南芥种子亚麻酸含量的分子机理。主要研究结果如下:1.超表达BnLPAT2拟南芥种子的磷脂酸、二酰甘油和磷脂酸胆碱含量大幅提高。对BnLPAT2-OE拟南芥种子进行了脂质组分析,并测定了其种子脂质的含量及脂肪酸组成。结果显示,BnLPAT2-OE种子的磷脂酸含量较野生型提高了56%,且三酰甘油的两种合成前体二酰甘油和磷脂酸胆碱含量分别提高了55%和112%,其它磷脂（如甘油磷脂和磷脂酰乙醇胺等）的含量也均显著提高。上述结果表明,磷脂酸、二酰甘油和磷脂酸胆碱等脂质含量的大幅提高是造成BnLPAT2-OE种子含油量提高的重要原因。2.TGD蛋白在超表达BnLPAT2提高拟南芥种子亚麻酸含量的过程中起重要作用。脂质组分析发现,BnLPAT2-OE拟南芥种子中单半乳糖基二酰甘油和双半乳糖基二酰甘油两种糖脂的含量分别提高了60%和100%,同时糖脂中的亚麻酸含量最高提高了25%。进一步对tgd2和tgd4拟南芥突变体株系,以及tgd2/BnLPAT2-OE和tgd4/BnLPAT2-OE拟南芥株系进行了种子中亚麻酸含量的测定。结果显示,tgd2和tgd4突变体种子的亚麻酸相对含量与野生型相当,但tgd2/BnLPAT2-OE和tgd4/BnLPAT2-OE种子的亚麻酸相对含量与BnLPAT2-OE相比分别降低了5%和2.5%。该结果表明,TGD蛋白在超表达BnLPAT2提高拟南芥种子亚麻酸含量的过程中起重要作用。此外,研究还发现fad7fad8/BnLPAT2-OE种子中的亚麻酸含量介于fad7fad8双突变体和BnLPAT2-OE之间,这表明FAD7和FAD8也在一定程度上影响超表达BnLPAT2促进拟南芥种子亚麻酸积累的过程。根据上述研究结果,提出了超表达BnLPAT2提高拟南芥种子亚麻酸含量的分子机理。该研究为深入研究脂质代谢过程,以及提高种子含油量与改善油脂品质提供理论基础。
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