油桐(Vernicia fordii(Hemsl.)Airy Shaw)是重要的工业油料树种,原产于中国,种子含油率高。油桐种子取制的油脂称为桐油,主要成份是含有3个共轭双键的α-桐酸(18:3Δ9,11,13),是一种优质的干性植物油。3-磷酸甘油酰基转移酶(GPAT)是甘油脂合成途径中催化第一步酰化反应的关键酶,对油料作物种子的含油量具有重要的限制作用。本论文基于油桐基因组、转录组数据,鉴定了油桐GPAT基因家族成员,克隆及比较分析了不同成员之间在系统进化、表达模式及异源表达功能验证方面的差异,以期为油桐的遗传改良提供科学指导。主要研究结果如下:1、油桐GPAT基因家族的克隆和生物信息学分析。基于油桐基因组数据,鉴定出9个油桐GPAT基因,分别命名为VfGPAT1、VfGPAT3-1、VfGPAT3-2、VfGPA T3-3、VfGPA T5、VfGPA T6、VfGPA T8、VfGPA T9和VfA TS1。系统发育分析表明,油桐GPAT基因家族可分为四个支系,不同支系基因具有不同进化式样,存在功能分化,其中VfGPAT3-1、3-2和3-3为基因复制事件。蛋白结构分析表明,油桐GPAT基因具有高度保守的甘油三酯酰基转移酶结构功能域,其中VfGPAT8具有典型的二赖氨酸基序(-KKXX-COOH)、VfGPAT9具有疏水性五肽基序。2、油桐GPAT蛋白的亚细胞定位分析。构建黄色荧光蛋白融合表达载体,并浸染到烟草叶片中。结果表明,VfGPAT1、5、6、8和9蛋白定位于细胞内质网,与Kennedy途径中TAG合成的发生场所一致;VfGPAT3-1、3-2、3-3和VfATS1蛋白定位于细胞叶绿体,暗示了油桐GPAT基因家族还可能参与未知的代谢途径。3、油桐GPAT基因家族的表达模式分析。利用油桐转录组数据和qRT-PCR实验的分析表明,不同GPAT基因拷贝在油桐不同组织以及种子不同发育时期中的表达存在差异,即可能存在功能分化。4、油桐GPAT基因家族的异源表达。构建酵母表达载体,并转化到双突变体酵母ZAFU1中。结果表明,油桐VfGPA T1、5、6和8基因具有GPAT酶活性,能够补充双突变体中磷脂酸酯生物合成的缺陷。构建植物异源表达载体,并转化到野生型Col拟南芥植株中。已获得转基因T2代阳性苗,但对转基因植株的生长情况、种子含油量的研究还需进一步实验探究。