油茶CoSAD基因载体的构建、鉴定及功能分析

为揭示油茶( Camellia oleifera Abel)硬脂酰-ACP脱饱和酶( SAD)基因(即CoSAD基因)的功能,构建了该基因的原核表达载体pET28b-CoSAD、植物表达载体pBI121-CoSAD和RNA干扰载体pBI121-CoSAD RNAi,并采用PCR扩增及双酶切方法对3类载体进行鉴定;在此基础上,对原核表达载体中的CoSAD基因进行诱导表达分析,并对pBI121-CoSAD转化的拟南芥〔Arabidopsis thaliana ( Linn.) Heynh.〕sad突变体植株和pBI121-CoSAD RNAi转化的拟南芥野生型植株进行转基因鉴定和主要脂肪酸成分含量分析。 PCR扩增和双酶切结果显示：从 pET28b-CoSAD、pBI121-CoSAD和pBI121-CoSAD RNAi 载体的阳性克隆中均可获得目的条带,表明这3类载体均构建成功;用1 mmol·L-1 IPTG分别诱导0.5、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 h,CoSAD基因均能够在pET28b-CoSAD转化的大肠杆菌BL21感受态细胞中正常表达,能够获得与预测结果相符的相对分子质量约47000的特异目的蛋白条带,且蛋白活性随诱导时间的延长而升高。从pBI121-CoSAD转化的拟南芥突变体植株和pBI121-CoSAD RNAi转化的拟南芥野生型植株中也均可扩增出目的条带。 GC-MS分析结果显示：与拟南芥野生型植株相比,其突变体植株的硬脂酸和棕榈酸含量较高、油酸和棕榈油酸含量较低;但突变体植株经pBI121-CoSAD转化后,硬脂酸和棕榈酸含量降低而油酸和棕榈油酸含量提高;野生型植株经过pBI121-CoSAD RNAi转化后,硬脂酸和棕榈酸含量提高、油酸和棕榈油酸含量降低,表明pBI121-CoSAD转化能够促进拟南芥sad突变体植株体内饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化,而pBI121-CoSAD RNAi转化对拟南芥SAD基因的表达有明显的抑制作用,这2种重组质粒均可影响拟南芥植株的脂肪酸含量。研究结果表明：油茶CoSAD基因具有调控饱和脂肪酸(硬脂酸和棕榈酸)向不饱和脂肪酸(油酸和棕榈油酸)转化的功能,对茶油的脂肪酸组成具有关键的调控作用。     

沙棘种子高积累碳十八不饱和脂肪酸的多基因协同调控机制

为探讨沙棘种子油高积累碳十八不饱和脂肪酸的多基因协同作用机制,以近缘低油沙棘品系‘绥棘1号’和高油品系‘新俄3号’6个不同发育期的种子为材料,利用气相色谱飞行时间质谱法测定种子油脂肪酸组份,采用qRT-PCR方法分析不饱和脂肪酸合成积累相关基因KAR、FATB、Δ9 D、KASⅡ、SAD、FAD2、FAD3、FAD7和FAD8的表达模式,验证多基因表达对碳十八不饱和脂肪酸积累的影响。结果表明:(1)‘绥棘1号’和‘新俄3号’种子油均高积累碳十八不饱和脂肪酸,分别占总脂肪酸的87.71%和88.68%;种子发育期间,油酸相对含量一直呈上升趋势,亚油酸相对含量短时下降后上升趋稳,而亚麻酸相对含量则呈先上升后下降趋稳。(2)FATB基因下调表达协同Δ9 D基因低表达,使C16∶0-ACP转化为棕榈酸和棕榈油酸的代谢减弱,而KAR和KASⅡ基因的相对上调表达,促进了硬脂酸合成,为碳十八不饱和脂肪酸的合成积累了较多前体。(3)SAD基因的持续高表达催化硬脂酸去饱和为油酸,且持续上升的SAD/FATB基因表达比直接提高了脂肪酸的去饱和速率;FAD2、FAD3、FAD7和FAD8基因在亚油酸和亚麻酸快速合成期间同时出现明显的表达量峰值,进而促进油酸逐步去饱和为亚油酸和亚麻酸。研究认为,沙棘种子油高积累碳十八不饱和脂肪酸源于FATB和Δ9 D基因的低表达及KAR、KASⅡ、SAD、FAD2、FAD3、FAD7和FAD8基因的协同高表达,本研究结果为进一步理解种子油中碳十八不饱和脂肪酸的合成积累提供了理论依据,对改良植物油脂的不同脂肪酸比具有重要意义。     

酿酒酵母脂酰-?9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharomyees cerevisiae脂酰-CoA-Δ9脱氢酶(ScΔ9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1Δ9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响。与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1Δ11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2Δ9,12)和亚麻酸(18∶3Δ9,12,15)含量亦降低。ScΔ9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是ScΔ9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍。这表明酵母脂酰-Δ9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1Δ9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应。新建立了一种应用脂酰-CoA-Δ9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油。     

同步抑制FAD2与FatB基因提高烟草种子油酸组分含量的研究

该研究以烟草品系NC89的无菌苗叶片为受体材料,采用前期构建的能同步抑制种子中FAD2(Δ12-油酸去饱和酶基因)与FatB(酰基转移酶基因)表达的RNAi载体,通过农杆菌介导转化获得了转基因烟草植株,分析转基因植株种子中的脂肪酸组分。结果显示:与对照相比,转基因植株种子中FAD2和FatB基因的表达水平分别降低了23%和11%;转基因植株种子的脂肪酸组分中,饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸平均含量分别为8.02%和4.45%,多不饱和脂肪酸亚油酸平均含量为76.82%,较对照分别降低了2.91%、9.92%和3.47%;而转基因植株种子中单不饱和脂肪酸油酸含量高达7.48%,比对照提高46.38%。研究表明,同步抑制FAD2和FatB基因的表达能够显著提高烟草种子中油酸组分的含量,为进一步改良油料作物品质奠定了基础。     

灵芝孢子油脂肪酸组分的分析

采用气相色谱与质谱(GC-MS)联用分析,从超临界CO2萃取孢子油中鉴定出18种脂肪酸成分,包括6种不饱和脂肪酸、7种饱和脂肪酸、2种环链脂肪酸,以及己酸、辛酸、壬酸等短链脂肪酸。GC定量分析结果表明:灵芝孢子油中检出9种已知脂肪酸,不饱和脂肪酸总量为73.6%;其中,主体成分油酸(C18∶1)、亚油酸(C18∶2)和棕榈酸(C16∶0)等含量分别为57.5%、13.4%、19.6%;此外,不饱和脂肪酸十六碳烯酸(C16∶1)、亚麻酸(C18∶3)等不饱和脂肪酸含量为2.2%、0.5%。     

酿酒酵母脂酰-△9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharom,ees cerevisiae脂酰-CoA-△9脱氢酶(Sc△9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1△9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响.与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1△11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2△9,12)和亚麻酸(18∶3△9,12,15)含量亦降低.Sc△9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是Sc△9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍.这表明酵母脂酰-△9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1△9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应.新建立了一种应用脂酰-CoA-△9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油.     

两种海桐属植物种子油脂肪酸组成的分析评价

采用有机溶剂抽提了海桐属 2种植物 (海桐和皱叶海桐 )的籽油 ,使用气相色谱法 (GC)分析鉴定了其油脂的脂肪酸组分。 2种籽油均含有 6种脂肪酸 ,主要脂肪酸成分均为软脂酸 (C16∶0 )和油酸 (C18∶1)。其含量 ( % )分别为 :软脂酸 (C16∶0 ) 2 9.66,3 4 .72 ;油酸 (C18∶1) 66.4 3 ,62 .54。这两种油脂中 ,单不饱和脂肪酸油酸占优势 ,因而品质优良。提示海桐属植物籽油可作为保健型食用油研究和开发利用     

植物质体型ω-3脂肪酸去饱和酶7基因的密码子偏性分析

脂肪酸去饱和酶7是不饱和脂肪酸合成途径中催化亚油酸(Δ~(9,12)-C_(18:2))形成α-亚麻酸(Δ~(9,12,15)-C_(18:3),ALA)的关键酶。本研究利用Codon W、CHIPS及CUSP等程序分析植物FAD7基因的密码子偏性。结果表明,FAD7基因偏好使用以A或T结尾的密码子。其中,AGA(RSCU=2.46)、AGT(RSCU=1.60)、CCT(RSCU=1.51)等属于高频使用密码子。分析的36种植物中,大部分双子叶植物的GC3s含量小于50%,预示FAD7基因更适合导入双子叶植物。     

高温胁迫对转反义LeGPAT番茄PSⅡ光化学活性的影响

以冷敏感植物番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)为材料,研究高温胁迫下转反义番茄甘油-3-磷酸酰基转移酶基因(LeGPAT)的番茄叶片膜脂含量、光合速率、荧光参数和叶黄素循环等的变化,以探讨LeGPAT表达与番茄植株耐热性的关系.结果表明:转反义基因株系磷脂酰甘油(PG)的饱和脂肪酸含量(16∶0+16∶1+18∶0)显著高于野生型;但不饱和脂肪酸含量(18∶1+18∶2+18∶3)却显著低于野生型.在45℃高温处理过程中,野生型和转反义基因的番茄植株净光合速率(Pn)、暗中最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率ΦPSⅡ都显著降低,但野生型番茄降低幅度更大;同时野生型和转反义基因株系的非光化学猝灭(NPQ)及叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)都增加,但反义株系比野生型增加更明显.研究发现,转基因番茄植株LeGPAT的表达被抑制,其饱和脂肪酸含量升高,而不饱和脂肪酸含量降低,高温胁迫下PSⅡ受到的伤害较轻光化学活性更高,植株抵抗高温的能力更强.     

花生AhFAD2基因抑制表达的转基因后代分析

FAD2(Δ~(12) fatty acid desaturase,Δ~(12)FAD或FAD2)是催化油酸在脂肪酸碳链Δ~(12)位脱氢生成亚油酸的关键酶。在花生中,FAD2酶活性下降或失活可提高籽粒中油酸的相对含量,改善花生籽粒及制品的品质和氧化稳定性。通过将种子特异性表达Lectin启动子和Ca MV35S启动子驱动的倒位重复Ah FAD2基因RNAi干扰结构转入花生,获得了以丰花1号(FH1)和花育23(HY23)为受体、携带上述2种转化结构、稳定遗传的花生转基因纯合体株系,转基因花生主要农艺性状与非转基因对照基本一致。实时荧光定量分析发现,各转基因株系发育种子中Ah FAD2基因的转录水平普遍下调。气相色谱法进一步测定了部分转基因后代株系种子的脂肪酸含量及组成,籽粒中油酸含量分别平均提高了15.09%(HY23为受体)、36.40%(FH1为受体),相应地,亚油酸含量平均下降了16.19%、29.81%,油亚比平均增加了38.02%、98.10%。各转基因株系的油酸含量显著提高;且在以FH1为受体的转基因株系后代籽粒以及种子特异性启动子驱动的转化结构中,RNAi的抑制效果更明显。通过RNAi技术抑制花生FAD2基因的表达,可以有效提高花生籽粒油酸含量。该技术体系可以为花生品质育种提供借鉴。     

异油酸含量对铜绿假单胞菌群集运动能力的影响

摘要:【目的】研究铜绿假单胞菌的脂肪酸组成对群集运动(swarming)的影响及可能的原因。【方法】通过双交换原理敲除铜绿假单胞菌PAO1脂肪酸合成的一个重要基因fabF,构建fabF缺失突变体;构建pUCP18Gm-fabF质粒大量表达FabF,对缺失体进行回补。比较野生型、缺失体和回补后菌株的swarming能力。利用气相色谱分析野生型、缺失体和回补后菌株的脂肪酸组成变化,以揭示FabF表达影响swarming能力的可能原因。【结果】获得了假单胞菌的fabF缺失突变体YFF-1,证实了fabF敲除后假单胞菌的 swarming能力消失,fabF回补后细菌的swarming能力得以恢复。气相色谱结果显示,突变后脂肪酸组成发生明显变化,异油酸(C18:1 Δ11)含量由33.6%急剧下降至8.9%,不饱和脂肪酸:饱和脂肪酸(USA:SFA)也由0.96下降至0.74;fabF回补后,异油酸含量恢复至20.9%,USA:SFA也上升至1.09。【结论】铜绿假单胞菌fabF基因的表达水平对细菌的swarming能力具有重要影响,突变体中异油酸含量的下降及脂肪酸不饱和程度的降低(尤其是异油酸含量的急剧下降),可能是YFF-1 swarming能力消失的重要原因。     

深黄被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因在大豆中的表达

为在传统的油料作物大豆中产生γ 亚麻酸 ,从深黄被孢霉中克隆的Δ6 脂肪酸脱氢酶基因与植物表达载体pBI12 1连接 ,构建了重组质粒pBMICL6 ,采用农杆菌介导的大豆子叶节转化系统成功的将该基因导入到栽培大豆吉林 35、吉林 4 3、吉林 4 7、绥农 10、绥农 14和黑农 37等品种中 ,获得一批转基因植株。经PCR检测和Southern杂交分析 ,证明外源基因已导入并整合到大豆的基因组中。Northern杂交结果表明该基因在转基因大豆的mRNA水平上获得表达。对转基因大豆种子进行脂肪酸成分分析 ,结果表明Δ6 脂肪酸脱氢酶基因获得表达 ,产生了γ 亚麻酸 ,其含量最高可达 2 7 0 6 7% ,这是国内外深黄被孢霉Δ6 脂肪酸脱氢酶基因在大豆中表达的首次报道     

丝裂原活化蛋白激酶基因CfMKK1调控果生炭疽菌的生长发育和致病力

【目的】由果生炭疽菌引起的炭疽病是油茶的主要病害,造成油茶产量下降。本文研究果生炭疽菌中丝裂原活化蛋白激酶CfMkk1的生物学功能,旨在为解析油茶炭疽病菌的致病机理提供依据。【方法】根据同源重组原理构建CfMKK1基因敲除载体片段,采用PEG介导法将载体导入原生质体中筛选获得突变体菌株DCfmkk1;PCR扩增果生炭疽菌含有启动子的CfMKK1基因回补片段,构建回补载体pYF11::CfMKK1;采用PEG介导法把回补载体转化至突变体的原生质体中,荧光筛选回补菌株ΔCfmkk1-C。测定野生型菌株、突变体菌株DCfmkk1及基因回补菌株ΔCfmkk1-C在营养生长、附着胞形成、胁迫应答和致病力等生物学表型。【结果】与野生型和回补菌株相比,CfMKK1基因敲除突变体ΔCfmkk1菌丝生长速率明显减缓;在含刚果红的PDA培养基上菌丝生长受到明显抑制,无法穿透玻璃纸,丧失了侵染寄主的能力;而且无法形成附着胞。【结论】研究结果表明CfMKK1基因参与调控油茶果生炭疽菌的生长发育、附着胞形成、致病力以及响应外界胁迫过程。     

深黄被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因在转基因烟草中的表达

γ 亚麻酸 (GLA)是人体和动物饮食中具有营养作用的重要的多烯不饱和脂肪酸 ,在大多数油料作物种子中不含有GLA ,而只含有其前体物亚油酸 ,只有少数油料植物种子中含有GLA ,如夜来香 (Oenotheraspp) ,琉璃苣(Boragoofficinalis)等。Δ6 脂肪酸脱氢酶可将亚油酸转化为γ 亚麻酸 ,为了能够在传统的油料作物种子中产生GLA ,我们将从深黄被孢霉中克隆的Δ6 脂肪酸脱氢酶基因 ,与植物表达载体pGA6 43连接 ,构建了重组质粒pGAMICL6 ,将其通过农杆菌介导法 ,导入模式植物烟草中。经PCR和Southern杂交分析表明该基因已导入并整合到烟草的基因组中 ,Northern杂交结果表明该基因在转基因烟草的mRNA水平上获得表达。对转基因植株进行脂肪酸分析 ,结果显示 ,GLA和十八碳四烯酸 (OTA)分别占总脂肪酸含量的 19 7%和 3 5 %。     

高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因在毕赤酵母中的胞内表达

γ-亚麻酸（GLA）作为人体必需的不饱和脂肪酸,具有重要的营养和药用价值。Δ⁶-脂肪酸脱氢酶是γ-亚麻酸合成途径中的关键酶。为了在毕赤酵母中建立一种新的合成γ-亚麻酸的表达体系,将高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因与胞内表达载体pPIC3.5K连接,SacⅠ线性化后电击法转化毕赤酵母SMD1168,获得的转化子经PCR鉴定目的基因已整合到毕赤酵母的基因组中。用甲醇诱导表达,通过脂肪酸气相色谱和气相色谱质谱（GC-MS）联用分析表明高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因在毕赤酵母中获得表达,γ-亚麻酸含量占总脂肪酸的16.26%。     

琉璃苣BoD6D载体的构建及转化

运用植物基因工程手段构建琉璃苣BoD6D转化载体,为提高油料作物油份中γ-亚麻酸含量奠定基础。以琉璃苣基因组DNA为模板克隆BoD6D,构建酵母表达载体并转化酿酒酵母,对酵母进行诱导表达,提取脂肪酸后进行甲酯化反应,利用气相色谱分析脂肪酸含量;同时构建植物双元表达载体,经农杆菌介导通过蘸花法转化拟南芥,最后对转基因拟南芥通过抗性筛选及PCR进行鉴定。结果表明,BoD6D编码区不含有内含子,可以直接用于后续的功能研究;成功构建了酿酒酵母表达载体pYES2-BoD6D,气相色谱检测结果表明BoD6D在酵母中能够成功的将亚油酸催化生成γ-亚麻酸;成功构建了植物双元表达载体pBI121-BoD6D,卡那霉素抗性筛选和PCR鉴定结果表明已经成功获得BoD6D的拟南芥转化植株。通过以琉璃苣基因组DNA为模板比较方便的获得有功能的BoD6D用于转基因植物研究。     

大豆ω-3脂肪酸脱氢酶基因GmFAD3C在酿酒酵母中的表达

α亚麻酸(ALA)被称为必需脂肪酸,对人体有一系列的保健作用。ω-3脂肪酸脱氢酶(FAD)催化亚油酸(LA)生成ALA。大豆种子油中ALA含量较高,为了研究大豆ω3FAD的功能,用RTPCR方法从大豆未成熟种子中扩增出GmFAD3C的cDNA,克隆到酵母表达载体p416中,并用醋酸锂法转化酿酒酵母营养缺陷型K601,经筛选鉴定,得到阳性克隆。气相色谱分析脂肪酸成分,发现工程菌产生了新的脂肪成分ALA,含量占总脂肪酸的3.1%,LA含量与对照相比相应地下降,证明该基因编码的蛋白具有催化18碳多不饱和脂肪酸(PUFA)底物LA在Δ15位脱氢生成ALA的ω3FAD功能,首次实现大豆ω-3脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母K601p416系统中的表达,建立了一种新的高效低成本的FAD酵母表达系统。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8), 可分为ω-3型 (FAD2、FAD6)和ω-6型(FAD3、FAD7、FAD8)两大类。其编码基因(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8)在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同, 同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状, 分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种（FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8）,可分为ω-3型（FAD2、FAD6）和ω-6型（FAD3、FAD7、FAD8）两大类。其编码基因（FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FADS）在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同,同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状,分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

紫苏种子脂肪酸组成及合成代谢研究进展

紫苏是一种新型油料作物,种子含油量为35%左右,紫苏籽油脂肪酸组成丰富,含有棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)和α-亚麻酸(18:3)等,其中α-亚麻酸(ALA)含量高达60%,广泛用于功能性保健食品、药物及油脂化工业.介绍紫苏种子脂肪酸组成及合成代谢基本途径,对近年来脂肪酸合成代谢基因工程研究进行概述与展望.