向日葵FAD2-1基因克隆与功能分析

为解析向日葵Δ12脂肪酸脱氢酶基因的功能,根据前期转录组测序结果,采用RT-PCR方法克隆了向日葵Δ12脂肪酸脱氢酶基因HaFAD2-1的开放阅读框(ORF)序列,其核苷酸序列长度为1137 bp,编码378个氨基酸,生物信息学预测表明HaFAD2-1编码蛋白为碱性且亲水性蛋白,二级结构为α螺旋。系统进化分析发现HaFAD2-1基因与异果菊(Dimorphotheca sinuata DC.)FAD2进化关系最近。qRT-PCR分析表明HaFAD2-1基因是种子中特异高表达的基因,且在低油酸种子中表达量明显高于高油酸种子,相关性分析发现HaFAD2-1表达量与油酸含量呈显著负相关,与亚油酸含量呈显著正相关。亚细胞定位发现HaFAD2-1编码蛋白定位于细胞质中,与野生型对照相比,异源表达转HaFAD2-1拟南芥种子的总不饱和脂肪酸含量显著升高,亚油酸合成下游的大部分脂肪酸含量显著升高,而亚油酸合成上游的大部分脂肪酸含量显著降低,表明HaFAD2-1可能是参与向日葵不饱和脂肪酸合成的重要基因。