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牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)属芍药科芍药属灌木,是近些年新兴的木本油料作物,因其籽油中含有大量不饱和脂肪酸而倍受关注。目前,关于牡丹籽油的研究主要集中于籽油的提取、脂肪酸成分的分析及脂肪酸的生物合成等方面,而关于脂肪酸的储存报道较少。油体是植物储存油脂的细胞器,它的正常发育是脂肪酸积累的前提。为了明确牡丹种子油体发育特点及其油体膜蛋白基因(OLFs)的表达特性,我们以油用牡丹’凤丹’(Paeoniaostii)为材料,一方面从油体入手,观察油体形态、分析理化特性、分析与脂肪酸积累的相关性、鉴定油体蛋白种类;另一方面,从油体蛋白入手,克隆OLEs序列、检测表达模式、观察亚细胞定位、构建超表达载体并对烟草进行遗传转化,主要研究结果如下:(1)牡丹种子出油率在种子成熟过程中呈先升高后降低的趋势,在花后100天时出油率最高,达到27%;牡丹籽油主要包含5种脂肪酸:棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸,其中含量最高的是α-亚麻酸,最低的是硬脂酸。牡丹籽油的脂肪酸成分的积累趋势与种子出油率类似,各脂肪酸积累的峰值都出现于花后100天。(2)通过石蜡切片,发现牡丹种子油体的积累呈先增加后减少的趋势,油体从花后80天开始进入迅速积累阶段并于花后100天时达到最大积累量。通过超薄切片,发现牡丹种子油体数量在种子发育过程中不断增加,油体在细胞中变得越来越充实,但相对于其他时期,花后100天时出现了许多更小的油体。(3)牡丹种子油体粒度随着种子发育时期的变化呈现先减小后增大的趋势,在花后100天时其粒度达到最小值,而后略有增大。牡丹种子的出油率、脂肪酸含量与油体粒度均呈显著负相关,其中种子出油率与油体粒度的相关性达到-0.98。在种子成熟过程中,牡丹种子油体表面蛋白质所带的电荷与粒度趋势一致,同样在花后100天时Zeta电位达到最低,之后略有增加。通过对牡丹种子油体的稳定性研究,我们发现油体在NaCl溶液中的稳定性随着溶液浓度的升高而变差;通过对不同pH值下油体的形态进行观察,我们发现当pH值为5.0时,油体的结构被严重破坏,pH为9.0时的油体相对于中性条件下的油体显得更加稳定,而当pH值达到11.0时,油体在乳液中的运动变得非常剧烈,并出现许多超大油体。通过对不同温度下油体的形态观察发现,随着温度的升高,油体的结构并没有发生明显的变化。(4)牡丹种子发育前100天的油体蛋白相对集中,在17、22、37和55 kD处分别有4条明显的条带,杂带较少,但花后120天时油体蛋白组成发生了一定的变化,在37和55kD处均出现了其他条带。进一步通过MALDI-TOF-MS分析发现,牡丹种子前三个时期的油体蛋白主要以油体膜蛋白类为主,未鉴定出其他家族蛋白,但在花后120天时,发