参与花生脂肪酸合成代谢的关键酶基因的克隆与功能研究

花生是重要的油料作物和经济作物，研究花生的脂肪酸合成代谢途径，提高花生籽仁含油量，改善花生脂肪酸组分，对提高我国花生油总产量，保障我国油脂供应具有重要的意义。.本课题组构建了花生幼苗全长cDNA文库，已获得10000多条Unigene的序列信息。利用已有的文库序列信息，我们已经克隆鉴定了多个花生脂肪酸代谢相关基因，其中参与脂肪酸去饱和途径的基因5个。在此基础上，我们拟通过实时荧光定量PCR方法，研究花生脂肪酸代谢相关基因在不同品种、不同组织中的表达差异，考察这些基因在种子发育不同时期的表达特性，来明确控制花生油脂和脂肪酸合成的关键基因。然后，构建转基因载体，转化花生或酵母，获得过量表达的转基因株系，检测转基因株系的油脂含量和脂肪酸成分，鉴定基因的功能。本研究有助于从分子水平上揭示花生脂肪酸生物合成的分子机制，为人工调控脂肪酸合成的代谢工程奠定基础。

花生是我国重要的油料作物、经济作物和出口创汇作物。研究花生的脂肪酸合成代谢途径，提高花生籽仁含油量，改善花生脂肪酸组分，对提高我国花生油总产量，保障我国油脂供应具有重要的意义。本课题组构建了花生幼苗全长cDNA文库，利用已有的文库序列信息，我们已经克隆鉴定了多个花生脂肪酸代谢相关基因，其中参与脂肪酸去饱和途径的基因17个。在此基础上，我们通过实时荧光定量PCR方法，研究花生脂肪酸去饱和酶基因的表达特性，发现AhFAB2-1，AhFAB2-2，AhFAD3-1，AhFAD2-1在种子中有较高的表达量，并且在种子发育过程中表达呈现先升高后下降的趋势，与种子中脂肪酸的合成代谢可能有关。AhFAD基因家族受各种非生物胁迫诱导表达。尤其是AhFAB2-2，AhFAD7-2，AhFAD4和AhFAD3-2基因的表达受逆境胁迫显著上调，最高为处理前的1000倍。这4个基因在花生对低温、高盐或干旱等胁迫的适应中可能有积极的作用。通过对转基因酵母菌株和聚球藻藻株的分析鉴定，发现AhFAD2-1，AhFAD2-2和AhFAD6基因编码具有酶活性的蛋白，能够以油酸为底物合成亚油酸。构建AhFAB2-1基因的正义超表达载体和反义RNA载体，来转化花生。与未转化的花生野生型相比，部分转基因花生种子中脂肪酸的含量比例发生了显著变化。转AhFAB2-1正义超表达载体的转化植株T2代种子有一个株系（TP2-2）油酸含量大幅度提高，高达60.11%。转AhFAB2-1反义RNA载体的转化植株T2代种子有两个株系（FTP1-5和FTP2-8）油酸含量降低，硬脂酸含量大幅度提高，高达7.15%。这些结果的获得有助于从分子水平上揭示花生脂肪酸生物合成的分子机制，为人工调控脂肪酸合成的代谢工程奠定基础。