利用基因工程改良植物脂肪酸和提高植物含油量的研究进展

植物脂肪酸和三酰甘油具有重要生理功能以及巨大的食用和工业价值,其生物合成途径较为复杂。近年来,植物脂肪酸和三酰甘油合成代谢途径的研究取得了很大进展,在多种植物中克隆了脂肪酸和三酰甘油合成代谢途径中的关键酶基因,同时发现一些转录因子在调控植物脂肪酸含量和组成中具有重要作用,并在此基础上开展了利用基因工程改良植物脂肪酸和提高植物含油量的研究,取得了一定的进展。以下系统介绍了植物脂肪酸和三酰甘油合成代谢途径中的关键酶基因以及在调控植物脂肪酸含量和组成中具有重要作用的转录因子,综述了基因工程研究所取得的成果,并对其应用前景进行了展望。     

植物二酰甘油酰基转移酶基因(DGAT)研究进展

三酰甘油(TAG)是油料作物最主要的储藏脂类,二酰甘油酰基转移酶(DGAT,EC2.3.1.20)是TAG合成途径的限速酶,其主要作用是催化二酰甘油加上酰基脂肪酸形成三酰甘油.在植物中已发现了3种不同类型的DGAT基因,分别为DGAT1、DGAT2和DGAT3.该文对近年来国内外有关植物DGAT相关基因及其蛋白分类、定位、结构及其在脂肪酸合成、种子发育与萌发、幼苗发育、叶片新陈代谢等过程中的作用等研究进展进行综述.为提高油料作物种子油含量以及特定脂肪酸积累提供理论参考.     

大豆磷脂组成的研究——Ⅱ.总脂肪酸及各种磷脂组分疏水侧链脂肪酸组成的气相色谱分析

在前文用单向薄层色谱解决大豆磷脂各种磷脂组分分析问题的基础上,本文又分析了大豆磷脂的总脂肪酸组成。并通过薄层色谱和气相色谱分析了大豆磷脂各种磷脂组分(包括溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酸、磷脂酰甘油和双磷脂酰甘油等)疏水侧链的脂肪酸组成。     

油脂改良和与耐冷性有关的脂肪酸酶的克隆

基础生物学研究所教授村田纪夫等从蓝藻SynechocystisPCC6803成功地克隆出脂肪酸不饱和化酶(desA).对催化结合于甘油3磷酸的脂肪酸不饱和化的酶进行克隆还是第一次.脂肪酸不饱和化酶是油脂改良的关键酶.美国Monsanto公司、DuPont公司、Calgene公司、BioTechnica公司.DNA Plant Technology公司、Sungene公司、英国Unilever公司等主要植物生物企业都集中到这方面的研究开发.Calgene公司已经克隆出     

大豆磷脂组成的研究——Ⅱ.总脂肪酸及各种磷脂组分疏水侧链脂肪酸组成的气相色谱分析

在前文用单向薄层色谱解决大豆磷脂各种磷脂组分分析问题的基础上,本文又分析了大豆磷脂的总脂肪酸组成。并通过薄层色谱和气相色谱分析了大豆磷脂各种磷脂组分(包括溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酸、磷脂酰甘油和双磷脂酰甘油等)疏水侧链的脂肪酸组成。     

Calgene和Pfizer食品科学小组宣布进行合作研究

Calgene,Inc.和Pfizer的食品科学小组已经宣布了进行合作研究的方案,包括利用植物遗传工程生产对人体健康和营养具有重要意义的食物配料。 Calgene是遗传改良植物方面最主要的开发者。该公司的专利产品月桂酸盐(laurate canola)已于1994年11月获得了美国农业部的批准。如今,几千英亩的laurate conola生产于佐治亚。此外Calgene还拥有6项包括植物油改良的专利,以及大量欧洲专利,包括canola植物家族芸苔属(Brassica)植物的转化和特异于种子的启动子,该启动子是调控基因在植物中表达所必需的。     

脂肪酸脱饱和的应用进展

脂肪酸脱饱和是由脂肪酸脱饱和酶所催化的不饱和脂肪酸合成途径的关键步骤。脂肪酸脱饱和酶分为脂酰CoA脱饱和酶、脂酰ACP脱饱和酶和脂酰脂脱饱和酶等三类。近年来脂肪酸脱饱和遗传操作在植物抗寒育种、植物油基因工程、食品工程、微生物发酵工程和植物抗害育种等方面的应用研究均取得了相当进展。     

脂肪酸脱饱和的应用进展

脂肪酸脱饱和是由脂肪酸脱饱和酶所催化的不饱和脂肪酸合成途径的关键步骤。脂肪酸脱饱和酶分为脂酰CoA脱饱和酶、脂酰ACP脱饱和酶和脂酰脂脱饱和酶等三类。近年来脂肪酸脱饱和遗传操作在植物抗寒育种、植物油基因工程、食品工程、微生物发酵工程和植物抗害育种等方面的应用研究均取得了相当进展。     

脂酰脱饱和酶

脂酰脱饱和酶 (ｄｅｓａｔｕｒａｓｅ)在脂酰链中引入双键 ,由脱饱和酶催化的反应称为脱饱和反应 (ｄｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ)。脱饱和酶在控制生物膜的形成与物理性质 ,决定贮脂与膜脂的脂肪酸组成与不饱和度方面起着关键作用。1 .脂酰脱饱和酶分类脂酰脱饱和酶分布很广泛 ,存在于所有植物、动物和微生物中 ,脱饱和酶可以根据作用的底物分为 3种 :(1 )酰基 ＡＣＰ脱饱和酶 ,在脂酰 ＡＣＰ中引入双键 ,主要见于植物质体的基质中 ;(2 )酰基 脂脱饱和酶 ,为膜结合蛋白 ,存在于内质网、植物叶绿体膜和藻青菌类囊体膜 ,在糖脂结合态的脂肪酸中引…     

遗传操作的油菜籽研究成功

<正> Calgene 公司(加利福尼亚州的一家生物技术公司)最近宣布了一项重大植物生物技术成就。Calgene 公司的 Maloney 博士在加拿大科学家召开的一次会议上说,他们在本公司一些实验室对油菜的重组体 DNA 的转化和再生作了试验,并首次获得成功。     

克隆与脂肪醇合成有关的基因

美国 Calgene 公司(加利福尼亚州 Davis)从克隆了在植物的脂肪醇合成时起重要作用的还原酶基因。是生长在美国西南部的沙漠地带的植物。生产由称为油的脂肪醇和脂肪酸酯构成的长链脂质蜡。油作为化妆品等的配合成分非常引人注目,但价格高是其难点。Calgene 公司除克     

儿茶素诱导的拟南芥根细胞膜脂变化

儿茶素是一种可以短时间内杀死植物细胞的植物毒素,由于具有强的植物毒性,儿茶素是开发除草剂的理想化合物,它可以诱导植物根系统的死亡.为了研究植物根细胞膜脂对化学胁迫的响应规律,我们运用高通量的脂类组学方法检测了拟南芥根中膜脂分子的组成,比较了儿茶素处理下拟南芥野生型(WS)及磷脂酶Dδ缺失突变体( PLDδ-KO)根中膜脂分子的组成情况、膜脂含量、双键指数及碳链长度值.结果发现,儿茶素处理拟南芥根90 min后,二半乳糖基二酰甘油(DGDG)、单半乳糖基二酰甘油(MGDG)、磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰胆碱(PC)及磷脂酰肌醇(PI)的总含量在WS与PLDδ-KO植株根中都显著下降,磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰丝氨酸(PS)在WS中下降,在PLDδ-KO中上升.儿茶素处理导致PLDδ-KO植株的PC/PE比值显著下降,WS植株PS碳链长度显著增加.上述结果说明儿茶素处理后,磷脂酶Dδ缺失突变体膜不稳定性增加,PLDδ-KO植株对儿茶素胁迫更加敏感.     

冷冻干燥条件下酿酒酵母细胞脂肪酸组成变化的研究

以气相色谱法测定酿酒酵母(Saccharomyces cereuisiae) F159细胞膜类脂中脂肪酸的组成。结果表明,在低温干燥条件下,酿酒酵母细胞能自身调节脂肪酸的不饱和度,出现C_(16:1)脂肪酸含量增加,C_(16:0)脂肪酸含量略有所增,而C_(18:0)脂肪酸含量却有下降,不饱和直链脂肪酸之和与饱和直链脂肪酸之和的比值增加。说明这些变化使酿酒酵母细胞膜保持流动状态而维持细胞的稳定性和活性。初步探讨了冷冻干燥对酿酒酵母细胞脂肪酸组成的影响,为进一步探索和研究微生物抗冷冻干燥生理生化机制提供了依据。     

拟南芥TAG1 基因对脂类合成调控作用的研究进展

三酰甘油(TAG)是真核生物中能量贮存的最主要形式。植物中贮存的三酰甘油是食用油类和工业用油的主要来源。TAG1基因的表达产物甘油二酯酰基转移酶(DGAT)能够调控三酰甘油的合成。as11是TAG1基因突变获得的脂类代谢相关突变体。该文概述了拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变体as11的生物学特征及TAG1基因对脂类合成调控的最新进展。     

五种底栖硅藻(鲍鱼饵料)的脂肪酸组成分析

采用气相色谱分析了5种从鲍鱼育苗池中分离获得的底栖硅藻的脂肪酸组成。结果表明,作为鲍鱼饵料的5种硅藻的C_(16:0)和C_(16:1)含量都很高,达总脂肪酸的40%~80%,是5种硅藻中脂肪酸的主要成分。C20:5的含量均较高,而C_(22:6)含量均很低。其中,咖啡双眉藻的C_(20:5)明显高于其他4种,且C_(20:5)、C_(20:4)、C_(18:2)、C_(18:3)等4种脂肪酸的总含量也最高。而C_(16:0)、C_(18:0)、C_(18:1)、C_(20:4)、C_(20:5)、C_(22:5)脂肪酸的总含量及C_(16)系列脂肪酸和C_(20)系列高不饱和脂肪酸的总含量在舟形藻(MMDL51102)中最高。     

水稻干胚膜脂脂肪酸组分差异性分析

水稻干胚膜脂主要由磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、单半乳糖双甘油脂和双半乳糖双甘油脂组成,其脂肪酸组成主要是棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。干胚线粒体和花粉粒膜脂及其脂肪酸组分与干胚膜脂相似,但配比有所不同。干胚膜脂的脂肪酸不饱和度与水稻品种遗传特性(如低温适应性)有关,而且也受胚形成期温度的影响。脂肪酸不饱和度与温度呈负相关。膜类脂不饱和度的差异主要是由脂肪酸组或的不同配比引起;温度引起的脂肪酸不饱和度的差异是由油酸和亚油酸含量上的变化引起的。干胚膜脂脂肪酸不饱和度与开花结实期低温适应性的关系可能作为水稻开花结实期抗冷性鉴定的一个指标,值得进一步加以研究。     

哺乳动物DGAT基因及其生物学功能研究进展

二酰基甘油酰基转移酶(DGAT, EC2.3.1.20)是一种微粒体酶, 与脂肪代谢、脂类在组织中的沉积有很大关系, 它的主要作用机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油。DGAT在细胞甘油代谢中起根本性的作用, 并在高等真核生物甘油三酯代谢途径如肠脂肪吸收、脂蛋白集合、脂肪形成和泌乳中发挥着重要的功能, 提示DGAT不仅是调控甘油三酯与脂肪酸之间的关键因子, 而且可能在动物脂肪沉积中起着关键的调控作用。     

萼距花

萼距花(Cuphea)属千屈菜科,是生长在墨西哥和中南美洲的野生植物,其种子富含中链甘油三酸酯。1984年9月,美国许多农业学家、遗传学家和经济学家云集俄勒冈州,讨论萼距花的研究利用和发展趋势。他们预言20年后萼距花会成为美国油化学工业的新资源,它可以象椰子和棕榈一样提供月桂酸和癸酸,以生产表面活化剂。萼距花种子含多种类型的脂肪酸,如从C_8到C_(13),这在植物王国中是独一无二的。目     

Calgene开发中链脂肪酸新来源

Calgene研究科学家Aubrey Jones在美国植物生理协会的年度会议上提交了一篇论文报告。文章指出,他们应用来自植物种萼距花克隆的Cuph-2中链硫酯酶基因在canola植物中已得到成功表达。该植物累积的种子油通常占总的种子油(即C8～C10的中链脂肪酸(MCFAs))量的75%。本文是高产C8和C10脂肪酸的关键酶在canola中遗传表达的首次报道。目前,该方法已广泛应用于合成润滑剂,食品,以及医学上的营养和药用产品。     

植物多糖抗肿瘤作用与机理研究——Ⅲ、茯苓多糖(PPS)和刺五加多糖(ASPS)对S180细胞膜脂肪酸组成的影响

我们先前的研究表明,植物多糖抑制体外培养的小鼠肉瘤S180细胞增殖并使细胞膜磷脂含量减少,同时抑制膜磷脂酰肌醇转换。为进一步探讨植物多糖与膜磷脂的关系,本文采用毛细管柱气相色谱法分析了茯苓多糖(PPS)、刺五加多糖(ASPS)与S180细胞一同温育24h后,细胞膜磷脂和中性脂的脂肪酸组成变化,发现中性脂的脂肪酸组成和不饱和性不受影响,磷脂的脂肪酸组成发生明显改变,花生四烯酸(C(20:4))和豆蔻酸(C(14:0))降低(P<0.05或P<0.01),与用作阳性药物对照的氨甲喋呤作用相似。本文对膜磷脂脂肪酸组成变化的意义结合先前的实验结果进行了讨论,认为在PPS、ASPS的抗肿瘤机理中,细胞膜磷脂生化特性的改变是重要环节。