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甘蓝型油菜BnaLPAT2 基因在拟南芥中的种子特异性表达及过表达分析

2021-02-05胡蓉汪慧慧刘勇熊兴华

湖南农业大学学报(自然科学版) 2021年1期

胡蓉,汪慧慧,刘勇,熊兴华*

(1.湖南农业大学农学院,湖南 长沙 410128;2.作物基因工程湖南省重点实验室,湖南 长沙 410128)

三酰甘油合成过程是油菜油脂合成的重要步骤之一[1]。三酰甘油合成过程中,以甘油三磷酸(glycerol-3-phosphate,G3P)和酰基辅酶 A(acyl-CoA)为底物,在甘油-3-磷酸酰基转移酶(snglycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)[2-3]、溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophospholipid acyltransferase,LPAT 或 LPAAT)[4-5]、磷脂酸磷酸酶(phosphatidate phosphatase,PAP)[6]、二酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase,DGAT)[7-8]等多种酶的作用下生成三酰甘油(triacylglycerol,TAG)。在该油脂合成过程中,溶血磷脂酸酰基转移酶是关键酶之一。

CHEN 等[9]研究表明,花生LPAT 基因转录水平与花生种子的含油量有关,在种子不同的发育阶段,高油花生种子中 LPAT 基因的转录水平比低油品种的高。ZOU 等[10]将酵母中克隆得到的 LPAAT基因转入甘蓝型油菜中,得到的转基因油菜种子含油量显著提高。MAISONNEUVE 等[11]将甘蓝型油菜BnaLPAT 基因转入拟南芥中过表达,发现转基因株系种子的含油量显著提高。张军平等[12]发现LPAAT 基因在酵母中的表达不仅提高了脂肪酸的含量,还能够有选择性地将不饱和脂肪酸结合到甘油三酯中。陈四龙[13]的研究表明,溶血磷脂酸酰基转移酶的表达量与种子含油量的积累变化一致。在拟南芥数据库中,已有5 个拟南芥AtLPAT (AtLPAT1、AtLPAT2、AtLPAT3、AtLPAT4、AtLPAT5)获得注释,其中,AtLPAT1、AtLPAT2、AtLPAT3 与植物正常发育相关。

目前许多基因的功能需要通过转基因手段来验证[14]。本研究中,对BnaLPAT2 基因构建过表达载体和种子特异性表达载体,将构建好的表达载体转入拟南芥中并检测分析其转基因植株的脂肪酸含量,以期为进一步研究甘蓝型油菜BnaLPAT2 基因的功能提供依据。……

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