甘蓝型油菜溶血磷脂酰基转移酶家族基因的克隆与表达
本文选题：甘蓝型油菜 + 溶血磷脂酸酰基转移酶 ； 参考：《华中科技大学》2016年博士论文
【摘要】：油菜是中国乃至全球最重要油料作物之一,提高种子含油量和改善品质是油菜研究的热点课题。发掘脂肪酸合成与积累方面的关键基因将有助于提高种子含油量和品质的研究。本课题以甘蓝型油菜高含油量品种为材料,从发育中的种子中分离出了与油脂代谢相关的基因溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT)。总共获得了LPAT基因的11个同源基因,分别命名为：BnLPAT1-LP2.2、BnLPAT1-LP4.3、 BnLPAT1-LP5.3、BnLPAT1-LP5.4、BnLPAT2-A7、BnLPAT2-A9、BnLPAT2-C7、 BnLPAT2-C8、BnLPAT3、BnLPAT4.2、BnLPAT5.2。其中,BnLPAT1四个拷贝属于质体型LPAT,定位在叶绿体；其他拷贝基因属于微粒体型LPAT均定位与内质网。体外活性验证试验表明,质体型LPAT在大肠杆菌中具有酰基转移酶活性。BnLPAT1、 BnLPAT2和BnLPAT5.2在发育的种子中随种子的发育而表达量上升。将上述基因在拟南芥中超量表达发现,BnLPAT2-A7、BnLPAT2-C7、BnLPAT2-C8转基因株系种子亚麻酸含量相对于野生型提高了30%。BnLPAT2-A9超表达株系亚麻酸含量提高不明显,这与其他三个拷贝基因差异较大,同一基因的不同拷贝功能表现出了较大差异。BnLPAT4.2超表达株系种子油酸含量相对于野生型提高了15%,二十碳一烯酸有所下降。BnLPAT5.2超表达株系含油量与野生型相比提高了5%且萌发率不受影响。本研究结果将对提高油脂以及亚麻酸合成积累具有重要意义。本课题主要成果与发现如下：1.首创了InGate载体构建新方法,并利用红色荧光蛋白进行转基因拟南芥的拷贝数筛选,提高了实验效率,大大提高了实验效率。2.发现BnLPAT2基因能够显著提高亚麻酸在种子油脂中的比例。3.发现BnLPAT4.2在拟南芥中超表达提高油酸含量。4.发现BnLPAT5在拟南芥中对油脂积累有促进作用。
[Abstract]:Rapeseed is one of the most important oil crops in China and the world. Exploring the key genes in fatty acid synthesis and accumulation will help to improve the oil content and quality of seeds. In this study, the gene lysophosphatidyltransferase (lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT) related to lipid metabolism was isolated from the developing seeds of Brassica napus with high oil content. Eleven homologous genes of LPAT gene were obtained, named BnLPAT1-LP2.2 (BnLPAT1-LP4.3), BnLPAT1-LP5.4 (BnLPAT1-A7BnLAT2-A9BnLPAT2-C7), BnLPAT2-C8nPAT3BnLPAT4.2BnLPAT5.2. Four copies of BnLPAT1 belong to plastid type LPAT1, which are located in chloroplast, and other copy genes belong to microsomatic LPAT and endoplasmic reticulum. In vitro activity validation test showed that the activity of Acyltransferase. BnLPAT1, BnLPAT2 and BnLPAT5.2 increased with the development of seeds in E. coli. Overexpression of the above gene in Arabidopsis thaliana revealed that the linolenic acid content in seeds of BnLPAT2-A7 and BnLPAT2-C8 transgenic lines increased by 30.BnLPAT2-A9 compared with wild type, which was not significantly different from the other three copy genes. The different copy function of the same gene showed great difference. The seed oleic acid content of BnLPAT4.2 was increased by 15% compared with wild type, and the oil content of BnLPAT5.2 superexpressed strain was 5% higher than that of wild type. The germination rate was not affected. The results of this study will be of great significance to increase the synthesis and accumulation of oil and linolenic acid. The main achievements and findings of this subject are as follows: 1. A new method of Ingate vector construction was first developed, and the copy number of transgenic Arabidopsis thaliana was screened by red fluorescent protein, which improved the efficiency of experiment and greatly improved the efficiency of experiment. It was found that BnLPAT2 gene could significantly increase the proportion of linolenic acid in seed oil. It was found that the overexpression of BnLPAT4.2 in Arabidopsis thaliana increased the content of oleic acid. It was found that BnLPAT5 promoted oil accumulation in Arabidopsis thaliana.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S565.4
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，本文编号：2078207
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