油葵HaGPAT1基因的克隆及表达分析

该研究利用RT-PCR技术,从油葵(Helianthus annuus L.)种子中克隆了甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因(HaGPAT1),对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测该基因在不同组织、种子不同发育时期以及不同胁迫条件下的表达特征。结果表明:HaGPAT1基因全长为1 656bp,编码551个氨基酸,相对分子量为62.132kD,等电点为8.84。系统进化树分析表明,HaGPAT1蛋白与高等植物莴苣的GPAT1亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,HaGPAT1基因在油葵花蕊中的表达水平最高,开花后17d的种子中次之;在干旱和盐胁迫条件下,HaGPAT1基因的表达水平均显著上调。研究推测,HaGAT1基因可能在油葵花器官发育中发挥重要作用,并且参与了油葵对干旱和高盐的抗性调节。

油葵(Helianthus annuus)HaDGAT1基因的克隆与生物信息学分析

油葵(Helianthus annuus L.)种子富含不饱和脂肪酸,主要是亚油酸。亚油酸是人体必需的脂肪酸,能降低血液胆固醇,预防动脉粥样硬化,发挥抗癌作用。二酰基甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltrabsferase,DGAT)作为一种限速酶在油葵合成三酰甘油的过程中发挥重要作用。本研究通过对油葵种子转录组测序,利用PCR方法成功克隆得到一个DGAT1基因的c DNA序列,命名为HaDGAT1。对油葵HaDGAT1基因进行生物信息学分析,发现油葵HaDGAT1基因CDS全长1 440 bp,共编码479个氨基酸,所编码蛋白的分子量为55.740 kD,理论等电点为9.24。油葵Ha DGAT1为疏水性蛋白,亚细胞定位预测在内质网膜上。该蛋白的二级结构中α螺旋(44.05%),β转角(1.88%),延伸链(13.36%)和无规则卷曲(40.71%),与预测的蛋白质三级结构一致。本研究为进一步深入了解HaDGAT1基因的功能和调控机制和利用基因工程技术调节油葵脂肪酸的含量、改良油葵油的品质提供了理论依据。

油葵HaDGAT2基因的功能及表达特性分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)在植物油脂合成中起关键作用,其活性高低与植物含油量显著相关。为探明油葵二酰甘油酰基转移酶2基因(HaDGAT2)的功能,本研究以‘新葵杂5号’为试验材料,从油葵中扩增HaDGAT2基因序列并构建酵母穿梭表达载体pYES2-Ha DGAT2,将重组载体转入酿酒酵母INVSc1后提取酵母总脂肪酸,甲酯化后GC-MS分析。结果显示,在酿酒酵母中可成功诱导HaDGAT2基因,且转HaDGAT2基因酵母中棕榈油酸(16:1)和油酸(18:1)含量与对照相比得到提高。结果表明,HaDGAT2基因在调控油脂合成的过程中具有重要作用。实时荧光定量PCR分析结果表明HaDGAT2基因在油葵根、茎、叶、花、子叶和不同发育时期的种子中都有表达,且在开花后31天的种子中表达量高,说明该基因表达无组织特异性,在油葵种子油脂积累后期起关键调控作用。本研究为深入了解油葵油脂和调控机制提供了基础,为今后利用分子育种手段提高并改良葵花籽油的品质提供了理论基础。