β-酮酯酰基合酶Ⅲ调控麻疯树脂肪酸合成的分子机制

麻疯树（Jatropha curcas）种子油是世界公认的生物柴油原料。优质生物柴油要求油脂原料中脂肪酸以14碳-16碳单不饱和脂肪酸和短链脂肪酸为主。研究表明，麻疯树种子油脂肪酸虽然以油酸为主（约占40%），但是还含有相当比例的棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸。这些高度饱和脂肪酸影响生物柴油的流动性，高度不饱和脂肪酸则经酯化反应后形成的高度不饱和脂肪酸甲酯在燃烧室会有热聚合，需要在一定程度上限制其含量。因此，如何增加麻疯树种子油中14碳-16碳单不饱和脂肪酸含量是改善麻疯树生物柴油品质的关键。β-酮酯酰基合酶Ⅲ（KAS Ⅲ）是调控植物16碳脂肪酸合成的关键限速酶。本项目拟在弄清KAS Ⅲ调控麻疯树脂肪酸合成的信号路径分子机制的基础上，开展基因工程的遗传改良研究，旨在提高麻疯树种子油16碳单不饱和脂肪酸的相对含量。

基本上按照计划执行并完成预定工作目标。麻风树植株再生体系的建立未完全达到既定目标，叶盘法转基因后检测到基因转移已经成功，但叶片愈伤组织诱导出来后难以生根，尚未能建立起有效的遗传转化体系。这主要是因为我们使用的外植体材料是叶片而不是文献报道中的胚轴（种子）。之所以采用叶片是因为考虑到胚性愈伤或许可能较容易生根，但遗传变异较大，使优良单株材料的遗传稳定性下降，降低了基因工程遗传改良的效果和实用性。关于麻风树遗传转化的问题，过去国内外曾有少量的报道，主要问题集中在转基因苗生根困难。为此，我们一方面继续加大力量攻克组织再生中的生根难题，另一方面对原实验方案做适当调整，即利用模式植物拟南芥进行遗传转化，获得转麻风树KAS III 基因的植株，并分析了转基因植株种子脂肪酸含量及组成的变化。此外，我们正在通过微芽嫁接的方法将获得的转基因芽嫁接到种子实生苗上进行培养，以期获得转基因植株。通过对拟南芥的转基因植株分析。我们基本弄清了麻疯树KAS Ⅲ的转录和表达水平规律，其主要功能是提高种子中18：2脂肪酸含量，降低了20：1脂肪酸含量。发表研究论文5篇（其中SCI论文3篇），培养博士2名，硕士5名。