油桐种子脂肪酸延长代谢的转录表达与调控机理研究

油桐是我国四大木本油料植物之一,当前对油桐的研究主要集中在栽培选优及低产林改造方面,而对油桐脂肪酸延长代谢的分子机理研究尚未见报道。本研究以油桐果实膨大期、油脂转化初期和油脂转化高峰期的种子为材料,采用高通量RNA测序技术对油桐种子脂肪酸延长代谢的3个不同时期转录组进行比较,以nr、Swiss-Prot、KEGG和COG 4个蛋白数据库为参考,对油桐种子脂肪酸延长代谢进行了综合性分析。研究结果表明,参与油桐种子脂肪酸延长代谢途径的非冗余基因序列共37条,涉及的主要酶功能基因有9种;在果实膨大期、油脂转化初期和油脂转化高峰期中,调控脂肪酸延长代谢途径的基因存在明显的表达差异。综合分析结果绘制了油桐种子脂肪酸延长代谢途径,揭示了调控油桐种子脂肪酸延长代谢过程的基因作用规律。这些研究结果为油脂合成的遗传改良提供了资源和技术基础,同时为油桐分子设计育种提供了一定的科学依据。     

基于油桐种子3个不同发育时期转录组的油脂合成代谢途径分析

油桐是我国重要的木本油料植物, 过去对油桐的研究主要集中于栽培和常规育种, 与油桐种仁油脂合成相关的分子机理研究还未见报道。文章采用RNA-seq技术对油桐种子油脂合成的3个不同时期的转录组进行比较, 获得了大量差异表达的Unigene序列。在此基础上, 通过GO分类和Pathway富集性分析将这些差异表达Unigene归类于128个代谢途径, 其中包含与油脂合成相关的脂肪酸生物合成和甘油磷脂代谢途径。桐酸经脂肪酸生物合成途径合成后通过甘油磷脂代谢途径以桐油的形式贮存。将这两个代谢途径的Unigene序列在KEGG数据库中进行比对, 获得了一些关键酶的同源蛋白质。文章通过对编码这些同源蛋白质的基因在油桐种子油脂合成期的表达模式进行分析, 以期为油桐油脂合成, 尤其是桐酸合成机理的解析提供理论参考, 并为油桐的遗传改良提供潜在的基因资源, 从而提高油桐的单位面积产量。     

转录组测序揭示油桐脂肪酸的合成途径

油桐是我国重要的木本油料植物,过去对油桐的研究主要集中于栽培和常规育种,与油桐种仁油脂合成相关的分子机理研究还未见报道。本研究采用转录组测序（RNA-Seq）技术,比较了油桐种子油脂合成3个不同时期的转录组,获得了大量差异表达的Unigene序列。通过GO（GeneOntology）分类和代谢途径富集性分析将这些差异表达的Unigene归类于包含脂肪酸生物合成途径在内的128个代谢途径。随后将脂肪酸生物合成途径中的54个Unigene序列在KEGG（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes）数据库中进行比对,获得了14个关键酶的同源蛋白质。本研究通过对编码这些同源蛋白质的基因在油桐种子油脂合成期的表达模式进行分析,以期为油桐油脂合成,尤其是桐酸合成机理的解析提供理论参考,并为进一步的理论研究和油桐的遗传改良提供潜在的基因资源,从而提高油桐的单位面积产量。     

不同甘蓝型油菜高含油量种质资源的脂肪酸成分分析

甘蓝型油菜是我国最为重要的油料作物之一.目前我国面临着植物油严重不足的局面.提高含油量是目前甘蓝型油菜育种的主要方向之一.目前.我国育种工作者已经筛选出了大量含油量超过50%的甘蓝型油菜种质.本文对两种类型的高含油量甘蓝型油菜种质进行了脂肪酸组分分析,结果显示芥酸含量高的种质和芥酸含量低的种质的脂肪酸在菜籽油中变化范围和平均值明显不同.油酸和亚油酸在低芥酸高含油量甘蓝型油菜种质中的含量较高,约占整个油分的80%左右,其他脂肪酸组分则在10%以下;而芥酸则是高芥酸高含油量种质的最主要的成分,约占整个油分的44%左右,油酸、亚油酸等的含量则均在10%左右.相关性分析表明:芥酸和其他脂肪酸之间呈现显著负相关,因此.可以通过降低高芥酸油菜种质中的芥酸含量来提高比如油酸和亚油酸的含量.从而使这些种质的油分更适合人类的健康.     

气象因子对油菜种子中油分积累的影响

选取2个甘蓝型油菜(Brassica napus)高油材料XZ37(含油量45.29%)和XZ366(含油量43.48%), 分别种植在南京、拉萨和西宁, 探讨种子发育过程中油分积累的差异, 并分析南京、拉萨和西宁3个地理生态环境下油菜花–角果期间的主要气象因子与种子油分之间的相关性及其对种子油分积累的影响。结果表明, 不同生态地区间种子中油分积累差异显著。在西宁种子油分快速积累始于开花后19天, 持续时长15天; 在南京种子油分快速积累始于开花后24天, 持续时长15天; 在拉萨种子油分快速积累始于开花后29天, 持续时间长达20天。研究显示, 日均温度、日均温差、日均降水量是影响甘蓝型油菜种子发育过程中油分积累的主要气候因子。不同地理生态地区, 影响油菜种子中油分积累的主要气候因子不同。日均温度是影响南京地区种子发育过程中油分积累的主要气候因子。该地区油菜开花后, 气温由低到高呈上升趋势, 成熟后期温度偏高, 不利于种子中油分积累。日均温差和日均降水量是影响拉萨和西宁两地种子油分积累的主要气候因子。两地种子发育过程中日均温差大, 种子中油分积累量大, 但由于拉萨日均降水量高于西宁, 日均温度偏低, 种子油分积累量低于西宁。因此, 在油菜种子发育过程中, 适宜的温度、较大的温差和较少的降水有利于种子积累油分, 并形成较高的含油量。     

油菜终花后角果和叶片光合对籽粒产量和品质的影响

以‘秦优7号’油菜品种为材料,设置叶片和角果遮光及摘除叶片处理,通过田间试验测定分析终花后角果和叶片的光合特性及其对籽粒产量、含油量及脂肪酸组成的影响。结果显示:(1)终花后油菜角果遮光使籽粒的千粒重、产量、含油量分别显著降低54.7%、62.1%、44.2%,且籽粒中硫甙含量及脂肪酸中棕榈酸、硬脂酸含量显著升高,亚麻酸含量显著降低。(2)叶片遮光和摘除叶片分别显著降低角粒数11.7%、11.3%,降低籽粒千粒重22.5%、17.9%,单株产量分别降低35.3%、44.7%,使籽粒脂肪酸中亚油酸、亚麻酸等含量显著增加,但对籽粒含油量无显著影响。(3)终花后油菜绿色角果皮最大面积是绿叶面积的1.54倍,角果叶绿素a、b以及类胡萝卜素含量显著低于叶片,但角果的净光合速率、蒸腾速率显著高于叶片;且角果层的光辐射强度显著高于角果层下的叶片层;角果响应光辐射强度的光补偿点、光饱和点均显著高于叶片;即角果能够适应较高强度光辐射环境。研究发现,油菜结角期角果层接受大部分光辐射,角果的光合活性显著高于叶片,是主要的光合器官,角果光合状况对籽粒产量、含油量及脂肪酸组成有显著影响。     

脂肪酸延长酶缺陷对酵母细胞脂质代谢及油酸胁迫响应的影响

生物医学证据表明,过量的油脂特别是脂肪酸(fatty acids,FA)在非脂肪组织累积会引起脂代谢障碍,引起细胞功能紊乱或坏死。脂肪酸延长酶家族参与脂肪酸代谢,具有真核生物的高度保守性,且与膜脂的代谢密切相关。但脂肪酸延长酶与细胞脂毒效应的关系并不清楚。该文利用模式生物酿酒酵母在脂类代谢研究中性状易于表征、遗传操作便利的优势,通过对比脂肪酸延长酶缺陷型elo1Δ、elo2Δ和elo3Δ与野生型酵母(wild-type,WT)对不同脂肪酸胁迫的响应,发现极长链脂肪酸延长酶基因ELO2和ELO3缺陷后对油酸(oleic acid,OLA)高度敏感;细胞脂滴及中性脂质的代谢对维持细胞脂类平衡起关键作用。研究结果显示,长链脂肪酸的合成缺陷或油酸处理均促进细胞脂滴的形成,同时显著提高细胞中性油脂(TAG)和甾醇酯(SE)合成;采用气相色谱–质谱联用技术分析脂肪酸组成,结果显示,ELO3缺陷,C_(26)脂肪酸基本检测不到,而C_(20)与C_(22)脂肪酸会累积;ELO2缺失后,C_(26)脂肪酸的含量也明显降低。而油酸的处理会增加BY4741胞内总的极长链脂肪酸的比例;elo2Δ和elo3Δ的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例增大;相反,过表达脂肪酸延长酶基因,与野生型菌株相比能显著降低细胞油酸的含量。模式生物脂肪酸延长酶对细胞脂质代谢及油酸胁迫响应的研究,为医学脂代谢障碍及细胞脂毒效应研究提供了基础数据。     

不同经营水平下油桐林生物产量的分析

油桐(Aleurites fordii Hemsl.)是大戟科(Eupborbiaceae)的木本油料植物,是我国优良的油料树种。从生态学角度研究油桐林生态系统中物质与能量的数量,及其固定、消耗、分配、积累与转化的特点,可以为合理经营油桐林,不断提高生产力提出有益的见解和理论依据。石门县属全国油桐重点产区县,是湖南省油桐基地县之一。据解放30年来的资料统计,桐油产量居全省第一位。主要分布在磨市、太     

植物新产品的设计:脂肪酸代谢工程

转基因植物中生物合成途径的遗传操作实验为植物生化学家和分子生物学家提供了重新设计植物代谢过程,创造特异高值产品的绝好机遇。本文综述了最近几例通过调控植物脂肪酸代谢以生产新的高价值植物油的研究成果。 基于多种缘由,脂肪酸代谢工程已变得十分有意义。尽管植物育种家进行有关植物代谢调控工作已有几个世纪,但其时的目标是培育高产作物新类型以满足人类与动物消费之需。过去一百年来,在提高主要食用作物产量方面的努力已获得巨大成功,技术的进步使得单位面积产量有了数倍增长,结果世界范围内     

蓖麻种子油脂累积与可溶性糖变化的关系

通过高效液相色谱、RNA-seq测序和放射性碳同位素示踪等技术研究了蓖麻种子发育过程中可溶性糖代谢与油脂累积过程的关系。结果表明,蓖麻种子可溶性糖主要由葡萄糖、果糖和蔗糖构成。随着种子发育和油脂累积,可溶性糖含量呈现明显的下降趋势。其中蔗糖含量变化与油脂累积存在极显著的负相关性(r=0.980)。在种子发育早期,己糖/蔗糖比值较高,糖代谢相关基因大量表达,其中蔗糖合成酶在蔗糖代谢过程中起关键性作用;而在发育中后期,随着种子油脂快速累积,己糖/蔗糖比值和糖代谢水平下降,参与糖代谢的相关基因表达量下调,而脂肪酸合成与油脂累积相关基因表达量明显升高。通过14C蔗糖同位素示踪实验证实:降低种子蔗糖摄入量可以显著抑制糖类向油脂转化,限制蓖麻种子油脂累积。因此,可溶性糖代谢(主要是蔗糖)在蓖麻种子油脂累积过程中具有重要作用。     

甘蓝型油菜子油分的积累与某些生理变化关系的研究

油菜种子发育过程中,其内部的生理代谢过程发生了规律性的变化。伴随着种子的发育进程,６－磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶、异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性均有不同程度的增强。在油分旺盛合成期,６－磷酸葡萄糖脱氢酶和异柠檬酸裂解酶的活性均达到了最大值,而此时,异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活属于匀增加较慢;在种子的不同发育时期,高含油量品系的６－磷酸葡萄糖脱氢酶和异柠檬酸裂解酶的活性均高于低含油量的     

柔毛月见草油的成分研究（简报）

柔毛月见草(Oenothera villosa)。经我所植物园多年培育,已在北京扩大栽培成功。种子含油量和油中的γ-亚麻酸含量均高于月见草。为使柔毛月见草油应用于生产,作者对其化学成分进行了研究。其脂肪酸成分曾有过报道,但非皂化成分,本文尚属首次报道。作者采用索氏提取法测定种子含油量为28.1%。按参考文献方法,分析脂肪酸成分,其     

湖北省23种植物油脂分析

本文报道了湖北省15个科中23种植物油脂的含油量、碘值、皂化值,以及用气相色谱法,对它们常见脂肪酸组成的定量分析结果。我们自承担“全国植物油脂研究”课题以来,对湖北省野生油脂植物资源进行了广泛的调查,收集了有关植物的果实和种子,进行了109种植物油脂的含油量、碘值、皂化值和常见脂肪酸的测定。后又到神农架等地对15个科23种植物油脂作了进一步的调查研究和分析。其中13种植物油脂数据在国内外尚未见报道。     

新型工业油料作物亚麻荠油脂代谢工程

亚麻荠(Camelina sativa L.Crantz)是一种新型的"低投入、环保型"工业油料作物。种子含油量达43%,其中α-亚麻酸35%。种子油不仅可做食用油和动物饲料,亦可用于加工保健功能食品,以及生物燃油和高值油脂产品。重点分析亚麻荠主要农艺性状和优异油脂性状,论述应用基因工程技术对亚麻荠油脂品质的遗传改良研究,包括长链多聚不饱和脂肪酸,ω-7脂肪酸,中、短链脂肪酸和蜡酯生物合成,以及单一脂肪酸富集途径的代谢组装。分析和讨论了亚麻荠功能基因组学研究动向以及亚麻荠产业发展前景。     

三种根系分泌脂肪酸对花生生长和土壤酶活性的影响

为了探讨花生连作后土壤中脂肪酸类物质的累积与花生连作障碍间的关系,为花生连作障碍机理的研究提供新的理论依据,以田间土壤为介质,采用盆栽试验的方法研究了花生根系分泌物中3种长链脂肪酸,即:豆蔻酸、软脂酸和硬脂酸的混合物,对花生植株生长、产量和土壤酶活性的影响。结果表明,当土壤中脂肪酸的初始含量较低时(80 mg/kg土),对花生植株的生长和产量有微弱的促进作用(P>0.05),当土壤中脂肪酸的初始含量较高时(160 mg/kg土和240 mg/kg土),显著抑制了花生植株的生长和产量(P<0.05)。叶片叶绿素含量、根系活力、土壤酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶)活性在低脂肪酸含量处理下升高,在高脂肪酸含量处理下显著降低(P<0.001)。光合产物、根际有效养分的减少和根系养分吸收能力的降低,可能是导致花生植株生长和产量降低的原因之一。花生连作土壤中豆蔻酸、软脂酸和硬脂酸的累积与花生的连作障碍有着密切关系。     

油桐主要性状配合力的分析

油桐(Aleurites fordii Hemsl)为我国特产的木本油料树种。我国桐油产量占世界的75％以上,出口量占世界总贸易量的30％左右。有千余种工业品用到桐油。油桐分布广,栽培历史悠久,存在着许多地方品种和自然类型。不同品种,类型之间经济性状差异很大。对油桐选种、国内外已进行了大量工作,但对其主要性状的遗传分析至今尚未见报道。     

卵母细胞脂肪酸及其对卵母细胞成熟和发育的影响

脂肪酸是一类具有重要生物学功能的营养物质,它们影响机体脂类的代谢、基因表达及细胞膜功能。而且,许多研究揭示,日粮脂肪酸浓度、种类及比例影响动物卵母细胞的质量。目前,利用代谢组学预测卵母细胞质量成为繁殖生物学研究的热点,但主要集中在葡萄糖、氨基酸代谢研究。动物卵母细胞含有大量的内源脂肪酸,但目前关于卵母细胞脂肪酸的代谢作用研究较少,而且脂肪酸还作为信号分子调控基因表达,同时也是生物膜的重要组成成分。基于此,该文综述了卵母细胞脂肪酸主要种类及来源、脂肪酸的生理作用及对卵母细胞成熟和发育的影响,为未来科学合理地调控卵母细胞脂肪酸组成和利用、促进卵母细胞成熟和发育,进而提高动物繁殖能力提供理论基础。     

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.     

脂肪酸结合蛋白研究进展

脂肪酸结合蛋白(fatty acid binding proteins,FABPs)家族目前已知类型有12种,主要表达在哺乳动物的各种组织中,具有组织表达的特异性。脂肪酸结合蛋白的主要功能是进行脂肪酸的转运,特别是多不饱和脂肪酸的转运。脂肪酸结合蛋白还具有许多其他的生物学功能,如影响血管的生成和细胞的增殖分化等。而在哺乳动物胎盘形成的过程中,FABPs也起着重要作用。FABPs还与许多代谢综合征等疾病的发生发展密切相关。现主要对脂肪酸结合蛋白的功能、与生殖过程和疾病的关系作一综述。     

羽衣甘蓝种子主要品质性状的表现及其相关性

随机挑选148份羽衣甘蓝种质资源和高世代材料,分析了成熟种子的含油量、蛋白质、硫苷和7种主要脂肪酸成分的表现特征及其相关性。结果表明:羽衣甘蓝成熟种子平均含油量为29.48%,平均蛋白质含量为45.13%,含油量和蛋白质总量为74.61%。硫苷含量的变幅最大,变异系数为31.72%。7种主要脂肪酸成分中,油酸和芥酸的含量较高,其次为亚油酸,棕榈酸和硬脂酸的含量较低。除硫苷含量和硬脂酸含量外,其余9个性状的表现均呈单峰正态分布。相关性分析表明,大多数性状间都具有显著或极显著的相关性,这与对甘蓝型、白菜型和芥菜型3种类型油菜的研究结果相一致。在羽衣甘蓝中存在一些优异的种质资源,通过筛选可以在油菜优质育种中加以利用。