利用蛋白质组学研究油莎豆块茎高效积累油脂的分子机制

Cyperus esculentus (commmon name is yellow nutsedge) is currently found a new kind of economic oil crops with highly efficient accumulation of oil in the vegetative tissues. It has high yield and rich oil in tubers, thus known as "the king of plant oil". But so far the biological mechanism of high oil accumulation in the vegetative tissue's tubers is still unclear. The project will adopt the proteomic methods and technology, in combination with developmental biology, cell biology, biochemistry and molecular biology to systematically analyze the dynamic changes in the proteome during tuber development and characterize the develepomental specific proteins, key proteins as well as other new proteins related to oil biosynthesis in tubers, therefore clarifying the oil metabolic process and the related network in nutsedge tubers so as to elucidate the biological mechanisms of the efficient oil accumulation in tubers, aiming at providing scientific proofs and theoretical basis for improving the oil yield and quality of nutsedge through genetic breeding. Our research will be of great significance in the development and utilization of nutsedge species and understanding the oil metabolism in plant vegetative tissues.

油莎豆 (Cyperus esculentus)是目前已发现的唯一在营养器官高效积累油脂的新型经济油料作物，块茎产量高且富含油脂，被称为植物"油料之王"。 但迄今为止对油莎豆块茎这种营养器官富集油脂的生物学机制还不清楚。本项目将利用蛋白质组学的方法和技术，并结合发育生物学、细胞生物学、生物化学和分子生物学等方法手段对油莎豆块茎典型发育过程的蛋白质组进行系统的分析，研究油脂合成代谢相关的阶段性特异蛋白、关键蛋白及可能发现的新蛋白，解析油莎豆块茎中的油脂合成代谢网络，旨在从蛋白质水平阐释油莎豆块茎高效积累油脂的生物学机制，为通过遗传育种提高油莎豆的油脂产量和品质提供科学依据和理论基础。本研究对油莎豆品种的开发利用以及了解植物营养器官的油脂代谢都有重要意义。

1. 研究背景：油莎豆 (Cyperus esculentus)是目前已发现的唯一在营养器官高效积累油脂的新型经济油料作物，块茎产量高且富含油脂，被称为植物“油料之王”。 但迄今为止对油莎豆块茎这种营养器官富集油脂的生物学机制还不清楚。.2. 研究内容：本项目利用蛋白质组学的方法和技术，并结合发育生物学、细胞生物学、生物化学和分子生物学等方法手段对油莎豆块茎典型发育过程的蛋白质组进行系统的分析，研究油脂合成代谢相关的阶段性特异蛋白、关键蛋白及可能发现的新蛋白，解析油莎豆块茎中的油脂合成代谢网络，旨在从蛋白质水平阐释油莎豆块茎高效积累油脂的生物学机制。.3. 重要结果：通过蛋白质组的比较分析，在国、内外首次对油莎豆块茎营养器官的油脂代谢网络进行了系统的解析。在油莎豆块茎中已发现了特异表达的油脂蛋白近10个，包括乙酰辅酶A合成酶（ACS）、Δ9脂肪酸去饱和酶基因（FAB2）、磷脂酸磷酸酶（deltaLPP）、I型和II型二酰基甘油酰基转移酶（DGAT1、2）、磷脂二酰基甘油酰基转移酶（PDAT）、AP2家族的一个转录因子（WRI1）和油体蛋白（OBO）。.4. 关键数据：油莎豆块茎油脂有关的蛋白组数据以及稳定遗传的转基因DGAT1、2和WRI1的转化植株。.5. 科学意义：本项目的研究结果，为通过遗传育种提高油莎豆的油脂产量和品质提供科学依据和理论基础。本研究对油莎豆品种的开发利用以及了解植物营养器官的油脂代谢都有重要意义。