论文部分内容阅读
本研究以麻疯树(JatrophacurcasL.)为材料，克隆了脂肪酸生物合成关键酶ACCase（异质型）的亚基:JcBC、JcBCCP1、JcBCCP2、Jcα-CT和Jcβ-CT基因，检测了这些基因在麻疯树中的表达情况，在模式植物拟南芥中进行了功能分析;同时利用拟南芥体系深入分析了脂肪酸碳链延伸的三个关键基因JcKASⅠ、JcKASⅡ和JcKASⅢ的功能，得到如下结果:
1.利用同源序列设计简并引物，PCR扩增得到基因片段，然后通过RACE法从麻疯树中克隆到JcBC、JcBCCP2、Jcα-CT和Jcβ-CT四个基因，并在GenBank中进行了登录，登录号分别为FJ952146、GQ241721、GQ845013、GQ449687。另外，利用JcBCCP2搜寻麻疯树基因组序列，得到JcBCCP1的全长序列，设计全长引物克隆得到JcBCCP1。Jcβ-CT由叶绿体基因组编码，JcBC、JcBCCP1、JcBCCP2和Jcα-CT由核基因编码且氨基酸端均具有叶绿体信号肽。
2.利用半定量RT-PCR检测了这五个基因在麻疯树中的表达情况，结果表明:JcBC、JcBCCP1、JcBCCP2、Jcα-CT和Jcβ-CT在麻疯树各组织中（根、茎、叶、花、种子）中均能检测到;在麻疯树种子发育过程中，除JcBCCP2外，JcBC、JcBCCP1、Jcα-CT和Jcβ-CT四个基因在油脂快速积累的灌浆期明显处于高表达水平，由此可见四个基因的表达与种子中油脂积累变化一致。
3.构建了JcBC、JcBCCP1、JcBCCP2、Jcα-CT和Jcβ-CT（Jcβ-CT的5’加叶绿体信号肽序列）五个基因组组成型和种子特异植物表达载体，通过农杆菌转化拟南芥获得转基因植株，利用气相色谱(GC)法分析了转基因纯合株系的叶片和种子脂肪酸组分，并分析了种子千粒重和含油率。结果表明:超表达JcBC、JcBCCP2、Jcα-CT和Jcβ-CT超表达纯合株系种子中C16脂肪酸相对含量增加，而提高C16/C18比例。超表达JcBCCP1的株系种子千粒重减少，含油率增加;超表达JcBCCP2的株系种子千粒重和含油率均增加;超表达Jcα-CT的株系种子含油率增加。
4.将已构建好的JcKASⅠ、JcKASⅡ、JcKASⅢ的表达载体转化野生型拟南芥Col-0，并且JcKASⅠ、JcKASⅡ还分别转化拟南芥KASⅠ插入突变体kasI和拟南芥KASⅡ突变体fab1，筛选纯合株系，鉴定KASⅠ、KASⅡ和KASⅢ的功能。结果显示:JcKASⅠ能互补拟南芥kasⅠ突变体，同时超表达JcKASⅠ的拟南芥纯合株系C18∶1和C18∶2的相对含量增加，C18∶0、C18∶3、C20∶1、C20∶2和C22∶1的相对含量减少;JcKASⅡ能互补拟南芥KASⅡ突变体fab1，超表达JcKASⅡ使转基因株系中的C18脂肪酸增加，C16脂肪酸减少;超表达JcKASⅢ使转基因株系中的C16脂肪酸增加，C18脂肪酸减少;在野生型中超表达JcKAS(Ⅱ)和JcKAS(Ⅲ)会使种子的含油量降低。
本论文的研究结果初步鉴定了这八个基因的功能，表明了它们在麻疯树脂肪酸合成途径中具有重要作用，为其在麻疯树及其它植物中的的应用打下了良好的理论及应用基础。