FAD2基因家族影响植物油含量差异的分子机制研究

发布时间：2021-11-21 14:55

　　植物油由多种不饱和脂肪酸组成,主要包括油酸、亚油酸和亚麻酸等。不同植物中油脂含量及各种脂肪酸的组成差异较大。脂肪酸脱氢酶2（FAD2）是催化油酸生成亚油酸和亚麻酸的关键酶,对于植物种子中脂肪酸的组成至关重要。为了揭示FAD2对植物中脂肪酸以及油脂含量的影响,我们分别对FAD2基因家族进行了分子进化、生物催化与定向进化以及转录表达分析,具体的研究结果如下:首先,FAD2基因家族的分子进化关系研究结果显示,大多数植物中的FAD2基因没有发生分化形成了单系分支。但在部分双子叶植物中,FAD2基因分化形成了种子特异性表达和组成型表达两个分支。接着FAD2基因家族的基因结构分析结果表明,FAD2家族的蛋白结构相对保守,但其内含子外显子结构具有较大的分化。在藻类中FAD2基因具有7到9个内含子,但在陆地植物的祖先中内含子完全丢失,直到被子植物中内含子开始再次出现为0到4个。启动子区的分析也显示了FAD2基因出现了较大的分化。其次,我们选取四种油脂和脂肪酸含量差异的植物,大豆、紫苏、水稻和欧洲云杉,将其种子特异性或高表达的FAD2基因通过酵母表达系统进行全细胞催化分析,并将催化结果与种子油以及脂肪酸... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

脂肪酸脱氢酶2反应示意图

图 1-2 微体类脂肪酸脱氢酶结构图Figure 1-2. The structure diagram of microsomal fatty acid desatura，脂肪酸脱氢酶 FAD2 和脂肪酸脱氢酶 FAD3 在结构上也各有特有不同于 FAD3 酶的保守碱基，如位于第二个组氨酸基序附近。当亮氨酸突变成脯氨酸时，可增加种子中油酸的含量，研究所具有的环状结构影响了 FAD2 蛋白质的正确折叠，从而导致该丧失[27]。此外，两种脂肪酸脱氢酶的内质网滞留信号也有所不hi-X-X-K/R/D/E-Phi-COOH 的形式出现，其中 Phi 代表疏水氨则是 KDEL 序列。类脂肪酸脱氢酶类 ω-6 和 ω-3 型脂肪酸脱氢酶（FAD6 和 FAD7/8）属于叶绿体成上同样含有几个重要的结构域，包括不同长度的导肽、跨膜构成催化中心的组氨酸基序。其中，导肽属于转录后插入片段脱氢酶 FAD6 在 N 端存在一条由 65 个氨基酸组成的长导肽[28]酸脱氢酶在蛋白序列上存在许多共同点，它们的氨基端和羧基

浙江工业大学硕士学位论文 FAD2 基因家族系统发育树上，属于藻类的莱茵衣藻和团藻作，在陆地植物中，FAD2 基因在一定程度上被复制而产生了重复AD2s 在系统发育中形成单系分支，并且在进化过程中与它们的致。然而，在双子叶植物中 FAD2s 分化为两个进化枝，即种子型表达（图 2-1）。值得注意的是，并非所有双子叶植物中的个进化分枝，如拟南芥、油菜、紫苏、亚麻和蓝花耧斗菜中，分散，而在大豆、苹果和葡萄中的 FAD2 基因产生了分歧。因而分双子叶植物在进化过程中出现了一定程度的分化现象。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3509718