论文部分内容阅读
岩芹酸是一种十八碳单不饱和脂肪酸,是油酸的一种同分异构体。与常见的油酸有所不同,其双键位置是在△6位而不是9位。由于双键位置的不同,二者在诸多性质上存在很大差异。岩芹酸具有巨大的工业应用前景和健康食用价值。伞形科(umbelliferae)植物芫荽(Coriandrum sativum L.)果实中富含岩芹酸,含量最高可达80%,是研究岩芹酸合成机理的理想材料。然而,受研究手段的限制,二十多年来的分子机理研究并未取得大的进展。近年来转录组分析在揭示发育和代谢等分子机理方面展现出了巨大优势。本研究在分析芫荽果实中岩芹酸积累模式基础上,通过对不同发育阶段果实的转录组分析,筛选出了可能参与岩芹酸积累的候选基因,初步探讨了芫荽果实中岩芹酸生物合成可能的分子机理。根据基因的组织特异性表达和不同发育阶段的差异表达结果,进一步缩小了候选基因的范围。结合转录组分析获得的序列,克隆了5个最有可能参与岩芹酸合成的候选基因,构建了种子特异表达载体。本研究主要得到了以下结果:(1)分析了芫荽果实7个发育时期的脂肪酸积累模式,发现芫荽果实中岩芹酸占总脂的百分含量以及占干重的百分含量均符合S型曲线,并以此为基础确定了岩芹酸快速积累的发育时期(开花后9天至开花后21天)。(2)选取了岩芹酸快速积累过程的3个时期的果实样本,进行转录组测序分析,共得到96,350条Unigene和114,513条转录本,对转录本和Unigene进行了功能注释和表达分析。根据岩芹酸在果实中的动态变化模式,结合脂肪酸合成的机理,初步筛选出了16个候选基因,包括3个脂酰-酰基载体蛋白去饱和酶(ACPD)基因、3个3-酮脂酰-酰基载体蛋白合酶(KAS)基因、1个脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶B(FatB)基因、1个二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因、2个磷脂二酰甘油酰基转移酶1(PDAT1)基因、1个甘油-3-磷酸脂酰转移酶(GPAT9)基因、3个溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAAT)基因和2个溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶(LPCAT)基因,并用实时定量PCR检测了部分候选基因的转录水平,初步探讨了芫荽果实中岩芹酸合成可能的分子机理。(3)以富含岩芹酸的芫荽果实和不含岩芹酸的芫荽叶片作为材料,用半定量RT-PCR检测了ACPD、KAS、FatB和DGAT2等几类可能与岩芹酸生物合成紧密相关的基因的表达,进一步缩小了岩芹酸生物合成可能的候选基因范围。克隆了最有可能参与岩芹酸合成的5个基因(CsACPD1、CsACPD4、CsKAS I-2、CsFatB和CsDGAT2),构建了它们的种子特异表达载体。