【摘 要】
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磷脂酸(PA)不仅参与膜脂组成和信号传导,而且也是膜脂代谢的重要中间体,在磷脂、糖脂和油脂合成过程中具有重要作用。甘油磷酸脂酰基转移酶(GPAT)和溶血磷脂酸脂酰基转移酶(LPAT)直接催化甘油-3-磷酸的sn-1和sn-2脂酰基化而形成磷脂酸,是PA从头合成中的两个关键酶。然而植物GPAT和LPAT两家族部分成员的生物学功能和代谢调控机理尚未清楚。本研究以甘蓝型油菜Westar为材料,从中克隆相
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磷脂酸(PA)不仅参与膜脂组成和信号传导,而且也是膜脂代谢的重要中间体,在磷脂、糖脂和油脂合成过程中具有重要作用。甘油磷酸脂酰基转移酶(GPAT)和溶血磷脂酸脂酰基转移酶(LPAT)直接催化甘油-3-磷酸的sn-1和sn-2脂酰基化而形成磷脂酸,是PA从头合成中的两个关键酶。然而植物GPAT和LPAT两家族部分成员的生物学功能和代谢调控机理尚未清楚。本研究以甘蓝型油菜Westar为材料,从中克隆相关基因,通过过量表达和下调表达BnGPAT和Bn LPAT基因,分析其生物学功能及其在脂质代谢中的作用,主要结果如下:(1)超表达BnGPAT9可显著提高磷脂酸PA的含量,进而提高油菜种子的含油量,也可显著增加角果(开花后20天)中糖脂DGDG的含量,其增加主要体现在不饱和脂肪酸C18:1和C18:2的含量变化。(2)BnGPAT9超表达种子和幼苗耐盐性明显高于野生型对照,超表达种子在高盐浓度下萌芽率显著高于野生型,其幼苗也比野生型更具耐盐性。(3)超表达BnGPAT9可适当加速植株开花进程和增加植株有效分枝数量,进而增加单株的生物产量和种子产量。(4)通过RNAi下调表达BnGPAT9,结果发现BnGPAT9-RNAi植株的花器官发育不完全,花瓣开放受阻,雄蕊花药开裂受阻,花粉量及种子结实率明显低于野生型,且种子发育不饱满。(5)以农杆菌侵染烟草叶片瞬时表达,通过共聚焦显微镜观察BnGPAT9-GFP和Bn LPAT3-GFP的绿色荧光与ER Marker-CFP的蓝色荧光基本重叠,表明其定位于内质网;而Bn ATS1-GFP的绿色荧光与叶绿体自发红光重叠,表明其定位于叶绿体。(6)分析了BnGPAT9和Bn LPAT3蛋白的体外酶活性,结果表明BnGPAT9和Bn LPAT3可催化脂酰-Co A和甘油-3-磷酸形成LPA,进而PA。
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