大豆脂类转运蛋白调控种子油脂生物合成的分子机理

Soybean is one of the most important oilseed crops in China. The study of the regulatory mechanism of seed oil biosynthesis is very important for the breeding of the high-oil soybean. Currently, most research on soybean seed oil biosynthesis focus on the enzymes in the oil biosynthetic pathway and related transcription factors. Up to now, there is no report whether soybean lipid transporters can regulate seed oil biosynthesis. In this proposal, we plan to identify soybean lipid transporters expressed in the seed developing stages, together with their subcellular localization at the ER or plastid, and the transport activities of the fatty acids. Furthermore, we will analyze seed lipids, proteins, carbohydrates, oil bodies, yield, gene expression, and transport rates of the fatty acids from the overexpression or mutant lines of Arabidopsis and soybean. Thus, we will clarify how soybean lipid transporters can regulate seed oil biosynthesis, which will be helpful for the high-yield and high-oil soybean breeding.

大豆是我国的重要油料作物，研究大豆种子油脂生物合成的调控机理对于培育高含油量大豆新品种具有重要意义。目前，关于大豆油脂生物合成的研究对象主要集中在油脂合成途径上的酶和转录因子，而脂类转运蛋白能否调控大豆油脂的合成，国内外尚未见报道。本研究拟克隆大豆种子发育过程中表达的与拟南芥同源的脂类转运蛋白基因，结合其在内质网和质体膜上的蛋白定位，以及酵母脂肪酸运输分析，以期解析大豆脂类转运蛋白运输脂肪酸的生物学功能；分析脂类转运蛋白基因过量表达或基因突变后，转基因拟南芥和大豆种子油脂、蛋白质、糖类含量、脂肪酸运输速率、基因表达、子叶油体以及植株产量，阐明大豆脂类转运蛋白调控种子油脂生物合成的分子机理，为培育出高产、高含油量的大豆新品种提供新的思路。

大豆是重要的粮油作物，研究种子油脂生物合成的调控机理对于培育高油高产大豆品种具有重要意义。目前，关于大豆脂类转运蛋白能否调控种子油脂合成的机理还不清楚。本研究克隆了数个大豆种子发育过程中高表达的脂类转运蛋白基因，构建了植物表达载体并进行了植物转基因。烟草瞬时表达实验证明了脂类转运蛋白定位于内质网等细胞器，暗示了其参与细胞内脂肪酸的运输。脂类转运蛋白基因在植物中的过量表达，促进了油脂合成相关基因的表达，影响了种子中糖类的积累，增加了种子的含油量和植株产量。我们鉴定的脂类转运蛋白GmABCG是国内外首次被发现的调控种子油脂合成的ABC转运蛋白G亚家族成员。对大豆脂类转运蛋白调控种子油脂合成分子机理的研究，为培育高油高产大豆新品种提供了新的理论依据。