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紫苏二酰基甘油酰基转移酶2基因克隆与功能研究
鲁庚,唐鑫,陆俊杏,李丹,胡秋芸,胡田,张涛
作物学报    2020, 46 (8): 1283-1290.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.94192
摘要   (585 HTML9 PDF(pc) (1860KB)(318)  

二酰基甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase, DGAT)是植物合成三酰甘油(TAG)最后一步的关键酶, 其中DGAT2在某些植物的种子油中能选择性积累更多不饱和脂肪酸。本文成功克隆了紫苏二酰基甘油酰基转移酶2基因(PfDGAT2), 并进行生物信息学分析。PfDGAT2实时荧光定量结果表明, 不同器官中PfDGAT2基因均有表达, 10 d种子的表达量最高, 在根中的表达量次之,在种子发育中后期, PfDGAT2表达量逐渐降低。与野生型拟南芥相比, 过表达PfDGAT2拟南芥种子含油率提高了21.68%~77.89%, 其中种子含油率增加最多的4个株系, 其亚麻酸(C18:3)增加4.57%, 花生一烯酸(C20:1)增加7.44%, 花生二烯酸(C20:2)增加5.4%, 二十二一烯酸(C22:1)增加10.37%, 而棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和亚油酸(C18:2)含量分别降低了3.47%、6.64%和4.83%, 油酸(C18:1)和花生酸(C20:0)分别只降低了0.18%和1.91%。本研究结果表明, 紫苏PfDGAT2基因不仅能提高种子含油率, 还能促进亚麻酸、花生一烯酸等不饱和脂肪酸的积累, 这为研究植物不饱和脂肪酸的合成积累提供了参考及理论依据。



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图1 PfDGAT2基因的克隆与分析
A: PfDGAT2的PCR扩增产物, M: DL2000 DNA marker。B: PfDGAT2 保守结构域的预测结果。
正文中引用本图/表的段落
以紫苏不同时期种子混样的cDNA为模板,用特异性引物进行PCR扩增, 获得全长为1200 bp的PfDGAT2 (图1-A), 经1%琼脂糖凝胶电泳检测, 结果与预测大小一致。生物信息学分析表明, PfDGAT2基因开放阅读框(open reading frame, ORF)长为990 bp, 编码329个氨基酸, 使用在线分析软件ProtParam分析表明, PfDGAT2基因蛋白质分子量为37.01 kD, 等电点为9.55, 不稳定系数为43.06, 为不稳定蛋白。SignaIP server预测该蛋白无信号肽, TMHMM Server v.2.0分析该蛋白有2个跨膜域。蛋白序列保守结构域分析表明, PfDGAT2属于LPLAT蛋白超家族(图1-B)。
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