能源作物续随子的综合利用和栽培

介绍续随子的药用价值,在工农业方面应用的价值,特别阐述续随子作为能源植物的应用前景,并对其繁殖栽培方法作了详细介绍。     

一种多用途植物—续随子的利用价值

一种多用途植物──续随子的利用价值杨利民,韩梅（吉林农业大学农商学院野生植物资源教研室１３０１１８）续随子（ＥｕｐｈｏｒｂｉａｌａｔｈｙｒｉｓＬ．）,又名千金子、干两金、菩萨豆、小巴豆等,是大战科二年生草本植物,原产欧洲,现我国辽宁、吉林、黑龙江、河...     

续随子ElSAD2基因的克隆与功能分析

Δ₉ 硬脂酰 ACP脱氢酶(SAD)是参与植物不饱和脂肪酸生物合成的关键酶。该研究从续随子(Euphorbia lathyris)种子转录组数据库中筛选得到续随子ElSAD2基因序列,对其序列表达特性进行分析,并鉴定ElSAD2基因的功能。结果显示：(1)续随子ElSAD2的 cDNA全长1 665 bp,ORF为1 194 bp,编码397个氨基酸残基;系统进化分析显示ElSAD2蛋白与蓖麻(Ricinus communis)RcSAD1蛋白等亲缘关系较近。(2)ElSAD2在续随子各器官中均有表达,其中在花后30 d种子中表达量最高。(3)在BY4389缺陷型酵母中过表达ElSAD2,使缺陷酵母不饱和脂肪酸含量升高。(4)本氏烟草瞬时表达ElSAD2,使得烟草叶片总油脂和油酸含量分别提高2.46%和2.1%。研究发现,ElSAD2能催化单不饱和油酸的生物合成,可进一步应用于油料植物油脂产量和品质改良。     

续随子ElFAD2基因的序列及表达特性分析

为了研究油酸脱氢酶(FAD2)基因ElFAD2对续随子(Euphorbia lathyris L.)中不饱和脂肪酸合成的调控作用,该研究在续随子转录组数据的基础上经筛选获得ElFAD2基因序列,并对其序列及表达特性进行分析。序列分析结果显示,ElFAD2基因全长1 907 bp,ORF长1 152 bp,共编码383个氨基酸,包含有典型的脂肪酸去饱和酶结构域。续随子ElFAD2蛋白理论等电点为8.08,属于稳定蛋白,包含4个跨膜区和3个保守的组氨酸簇。基于FAD2的系统发育分析表明,续随子与同科植物乌桕(Triadica sebifera L.)的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析发现,ElFAD2基因在不同器官中均有表达,且在花后15 d的种子中表达量最高,在叶与花后30 d及45 d种子中的表达量相当,而在根、茎、花中的表达量最低。该研究结果为深入探讨续随子ElFAD2基因的生物学功能提供了基础数据,也为解析续随子种子中脂肪酸合成的分子机制奠定了基础。     

续随子的组织培养与快速繁殖

本文对能源植物续随子（Euphorbia lathyris L．）进行离体培养与快速繁殖技术研究。结果表明：以种子、茎段和顶芽为外植体均能诱导获得无菌苗,其中以茎段或顶芽的芽诱导率较高;幼芽继代增殖的最佳培养基是White＋TDZ0．05mg·L。＋IBA0．01mg·L^（-1）＋0．1％活性炭,培养25d的增殖系数约为4．5;而最适生根培养基为1／2MS＋NAA1．0mg．L^（-1）＋0．1％活性炭,炼苗移栽后,成活率约为60％。培养过程中,通过控制细胞分裂素浓度能有效解决续随子培养中的玻璃化问题,添加0．1％的活性炭对缓解外植体和无菌苗褐化效果较好。     

种植行距和打顶方式对续随子农艺性状及种子产量和总脂含量的影响

在续随子(Euphorbia lathyris Linn.)种植过程中采用不同行距(25、30和35 cm)和打顶方式(分别于出苗后1、2、3和4个月打顶,以不打顶为对照),分析和比较其农艺性状(单株干质量、株高和种子千粒质量)、种子产量、总脂含量和总脂产量的差异,并据此筛选出适宜续随子的种植行距和打顶措施.结果表明:在不同栽培条件下续随子各农艺性状、种子产量以及总脂含量和产量均有明显差异.随行距增大,续随子的单株干质量、株高和千粒质量总体增加、种子产量无明显差异、总脂含量总体呈下降趋势、总脂产量则无明显变化规律;行距对续随子单株干质量、株高和总脂含量有显著影响,但对种子千粒质量、种子产量及总脂产量无明显影响.随打顶时间的推迟,续随子单株干质量逐渐提高、株高和种子千粒质量则呈波动的变化趋势、种子产量呈先高后低的变化趋势,但总脂含量及产量变幅不大;不打顶处理(对照)的续随子各农艺性状、种子产量以及总脂含量和产量均高于打顶处理;总体上看,打顶处理对续随子种子千粒质量、种子产量、总脂含量以及总脂产量均有极显著影响.选择行距30 cm、不打顶的方法,其种子产量和总脂产量均最高,分别达到871.01和359.73 kg·hm-2.综合分析结果显示:续随子种子产量和总脂产量与种植行距无关,但与是否打顶有关;打顶增产方式不适用于续随子的种植.     

‘沙糖橘’S蛋白同源基因CrSPH的克隆与表达分析

该研究利用组学方法从续随子(Euphorbia lathyris)基因组数据库中鉴定出续随子溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT)家族基因,并对其基因结构、蛋白理化性质、进化关系进行生物信息学分析,利用qRT-PCR等技术对该基因家族的时空表达特性进行分析,以探讨ElLPAT家族基因在调控种子脂肪酸生物合成中的作用。结果表明：(1)从续随子基因组共检测出5个LPAT家族基因,分别命名为ElLPAT1~5;ElLPAT1~5基因编码氨基酸长度介于237~388 aa之间,理论等电点在6.23~9.56之间。(2)系统进化分析显示,5个ElLPATs蛋白分别属于3个亚类,其中ElLPAT1属于1型LPAT,ElLPAT2和ElLPAT3属于2/3型LPAT,ElLPAT4和ElLPAT5属于4/5型LPAT。(3)实时荧光定量qRT-PCR结果显示,5个ElLPATs基因在续随子不同组织中均有表达,ElLPAT1和ElLPAT4在各组织中表达量较低;ElLPAT2在各组织中表达量较高,且在种子中表达量最高。研究推测,ElLPAT2在续随子种子油脂合成代谢过程中可能发挥重要作用。