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油桐种子制取的油脂称为桐油,桐油中富含三价不饱和脂肪酸桐酸,是一种十分重要的工业原料,具有很高的经济利用价值。油桐脂肪酸的合成是一个复杂的生物代谢过程,由许多酶促反应共同催化。长链脂酰辅酶A合成酶(LACS)参与脂肪酸的合成和分解,参与磷脂、茉莉酸和三酰基甘油的合成,也参与了脂肪酸的p-氧化。基于LACS在脂肪酸合成中的关键作用,揭示LACS在油桐油脂合成中的功能、作用和规律对于油桐的育种意义重大。本论文主要开展了油桐长链脂酰辅酶A合成酶基因的克隆、基因结构和基因表达研究,主要的研究结果如下：1.油桐LACS1、LACS4、LACS8基因的cDNA克隆及生物信息学分析。基于本实验室油桐转录组数据,以葡萄桐为实验材料,设计特异引物,运用PCR技术克隆得到3个油桐长链脂酰辅酶A合成酶基因的全长cDNA序列,并分别命名为LACS1、LACS4、LACS8。其中,LACS1基因cDNA全长为1983bp,ORF为1983bp,编码660个氨基酸,预测分析显示蛋白质分子量为74.59 kDa,等电点pI为6.07,GenBank登录号为KT921224;LACS4基因cDNA全长为1989bp,ORF为1989bp,编码662个氨基酸,预测分析显示蛋白质分子量为73.79 kDa,等电点pI为6.60,GenBank登录号为KP996689;LACS8基因cDNA全长为2199bp,ORF为2199bp,编码732个氨基酸,预测分析显示蛋白质分子量为80.5kDa,等电点pI为7.46,GenBank登录号为KT362743。2.油桐LACS1、LACS8基因的基因组DNA克隆。以葡萄桐叶片组织DNA为模板,分别设计两个基因的特异引物,分别克隆出LACS1和LACS8的基因组序列。其中LACS1基因组全长4783bp,LACS8基因组全长5191bp,将两个基因的cDNA序列与基因组序列进行转录组剪切分析表明,LACS1基因组有18个内含子,LACS8基因组有10个内含子。3.油桐LACS基因的时空表达及油脂积累相关性分析。通过荧光定量PCR技术检测了LACS1、LACS4和LACS8基因在油桐组织和不同发育时期种子中的相对表达量,LACS1基因在茎和叶中的表达水平相对较高,在老叶中表达量最高,在种子发育的8月15日表达水平达到峰值；LACS4基因在花和老茎中的表达量相对较高,特别是在雄蕊中表达量最高,在发育的种子中10月10日出现了表达高峰；LACS8基因在雌蕊中的表达量最高,在种子发育的9月20日到10月20日表达量逐渐升高,且在10月20日达到最大。桐油的生物合成呈“S”型曲线,8月份到10月份为桐油油脂合成高峰期,LACS8基因表达量和油桐种子含油率关联分析表明该基因可能参与油桐脂肪酸的合成。4.油桐LACS4基因的真核表达。构建油桐LACS4基因的真核超表达载体pCAMBIA1300-35S-LACS4,电击转化农杆菌GV3101,采用花粉管通道法侵染拟南芥,抗性培养基筛选阳性植株后提取DNA,利用超表达载体中的潮霉素基因扩增验证得到转基因成功的T1代阳性植株。