小桐子磷脂二酰甘油酰基转移酶(JcPDAT1) cDNA的克隆与功能鉴定

使用简并PCR结合RACE技术从能源植物小桐子种子中克隆了一个PDAT基因的cDNA全长,命名为JcPDAT1(GenBank登陆号为HQ827796)。JcPDAT1全长2 869bp,包含一个长为2 013bp的开放阅读框,编码670个氨基酸。多序列比对和进化分析表明该基因编码蛋白与其他植物PDAT高度同源,具有典型的PDAT结构域。Realtime PCR结果表明JcPDAT1在种子、叶和根里面都有表达,且在种子发育过程中大量表达。酵母互补实验证实该基因编码蛋白具有PDAT酶活性。在与酿酒酵母突变体H1246α的互补实验中发现,TLC层析(薄层层析法)和尼罗红染色结果都显示JcPDAT1的表达使H1246α恢复合成TAG,说明JcPDAT1具有PDAT的功能活性。

向日葵PDAT基因家族鉴定及其对油脂积累和非生物胁迫的响应

磷脂二酰甘油酰基转移酶(phospholipid:diacylglycerol acyltransferase,PDAT)催化二酰甘油和磷脂反应,合成三酰甘油(TAG)和溶血磷脂,是植物三酰甘油合成的关键酶之一。本研究鉴定了向日葵(Helianthus annuus)HaPDAT基因家族的4个成员。系统进化分析显示其分为2个亚家族,不同的亚家族之间具有相似的保守基序,但具有不同的基因结构。互补试验证明,在酵母突变体H1246中异源表达HaPDAT1c,可以合成TAG,说明该基因编码蛋白具有TAG合成能力。转录组数据表明,相对于HaDGAT,HaPDAT主要在种子发育的后期表达,推测HaPDAT在向日葵种子TAG积累过程中起到补充作用。实时荧光定量PCR(qRTPCR)结果显示,在低温、干旱、盐胁迫和脱落酸处理下,HaPDAT家族成员均呈现不同程度的表达上调,暗示HaPDAT在向日葵的胁迫应答过程中有重要的调控作用。本研究为阐明HaPDAT基因在向日葵油脂合成过程中的功能及逆境胁迫应答机制提供参考。