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油脂的含量与品质的提高是油料作物育种的重要目标,挖掘并利用调控油脂合成的关键基因对油料作物品种进行改良具有十分重要的理论和实践意义。磷脂酸(phosphatidic acid, PA)是甘油三酯(TAG)和脂质合成代谢的重要前体物质。甘油磷酸酰基转移酶(glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT)和溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAAT)是植物体内催化磷脂酸从头合成的关键酶,在油脂和磷脂的生物合成过程中具有十分重要的调控作用。目前有关GPAT和LPAAT在作物脂质代谢过程中的作用及其分子调控机理尚未清楚。为此,本研究以甘蓝型油菜Westar为材料,分离、克隆得到GPAT及LPAAT家族相关基因,构建超表达载体,通过农杆菌介导转化甘蓝型油菜,初步分析了GPAT和LPAAT基因的生物学功能。主要研究结果如下：1.根据油菜与拟南芥基因序列的同源性,利用拟南芥GPAT和LPAAT基因的全长cDNA序列在油菜相关数据库中搜索甘蓝型油菜的EST同源序列,经相关软件拼接获得油菜中相关基因的假定全长cDNA序列,然后设计基因特异性引物,从甘蓝型油菜中克隆编码GPAT和LPAAT的全长cDNA,已成功获得BnGPAT9、BnATS1、 BnATS2、BnLPAAT2、BnLPAAT3及BnLPAAT5基因的全长cDNA,这些基因的cDNA经测序得到验证。2.构建了pET42a(+)-BnGPAT9, pET42a(+)-BnATSl、pET42a(+)-BnATS2、pET42a(+)-BnLPAAT2和pET42a(+)-BnLPAAT3原核表达载体,在大肠杆菌中成功表达了上述基因编码的的蛋白,为进一步探索体外酶活奠定了基础。3.通过半定量RT-PCR及real-time PCR分析了BnGPAT9、BnATS1和BnLPAAT2的表达谱,结果显示BnGPAT9在新叶中表达量最高,花蕾和花中表达量有所降低,在老叶和茎中相对较低；BnATS1在新叶中表达量最高,老叶和花蕾次之,茎和花中表达量相对较低；BnLPAAT2在老叶、新叶、花、茎、花蕾中的表达量依次下降。4.构建了分别含BnGPAT9、BnATS1、BnATS2、BnLPAAT2、BnLPAAT3及BnLPAAT5的植物超表达载体pMDC83或pBI121,通过农杆菌介导遗传转化甘蓝型油菜,获得了超表达转化植株,其中转GPAT9有44株,转化率为40%,ATS1有21株,转化率为45.6%,LPAAT2有20株,转化率为35.7%,半定量RT-PCR结果显示绝大多数转化植株的目标基因表达量显著高于野生型对照植株。5.气相色谱分析结果显示BnGPAT9, BnATS1和BnLPAAT2超表达植株相对于对照野生型,其叶片及种子的油脂(三酰甘油,TAG)含量都有显著或极显著的提高；叶片油脂的脂肪酸组成较野生型也发生了改变。6.采用半定量PCR检测超表达油菜ATS1、GPAT9、LPAAT2对其家族内部成员或其上下游相关基因表达的影响,结果显示ATS1、GPAT9或LPAAT2中的任一基因的超表达均可导致其通路中上游或下游基因表达量的协调性上调,但却会相应抑制其自身家族中其它基因的表达。7.成功分离得到拟南芥LPAAT3、LPAAT5、ATS1纯合突变体及LPAAT2的杂合突变体,作为油菜基因功能的辅助,为油菜基因功能互补及表型观察提供材料。综上所述,BnGPAT9、BnATS1和BnLPAAT2对油菜油脂含量及脂肪酸组成有着显著影响,不同基因的表现也存在差异。本研究为提高油菜油脂含量提供了依据,也为油菜油脂含量及脂肪酸组成的基因调控提供了理论支持。