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植物种子油脂储存的主要形式是三酰甘油。在植物生长发育中,脂肪酸和三酰甘油具有重要功能。分析了植物种子油脂合成代谢过程调控研究进展,总结了改良植物种子油脂策略：①调节碳源分配,抑制碳源流入蛋白质合成路径的关键酶编码基因的表达、增强碳源流入脂肪酸合成路径的关键酶编码基因的表达;②干预油脂合成,促进脂肪酸生物合成,提高三酰甘油组装过程的关键酶编码基因的表达水平;③提高种子油脂的品质：改变植物脂肪酸组成,调节脂肪酸脱氢酶基因的表达,引入外源超长链多不饱和脂肪酸合成途径;④调控油脂合成代谢途径的转录因子表达,提高种子油脂含量。还讨论了植物油脂合成的三酰甘油前体转运机制及合成途径多基因共同调节合成途径等。 相似文献
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植物油脂合成代谢及调控的研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
植物油脂是人类营养的重要组分之一,其主要化学成分是三酰甘油,由甘油上的3个羟基与脂肪酸分别通过酯化作用连接而成。目前研究的关注点主要是如何提高种子油脂含量、改善脂肪酸组分。本文综述植物三酰甘油合成、代谢过程中的关键酶及其基因,并介绍三酰甘油含量及其组分调控基因工程的研究进展。 相似文献
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油料作物油脂合成基因工程研究现状 总被引：2，自引：0，他引：2
油料作物是食用油脂、饲料蛋白和工业原料的重要来源,提高油料作物油脂含量、改善种子油品质是目前油料作物改良的主要目标.基因工程及高通量测序技术的飞速发展加深了对种子油生物合成途径的全面认识,文中分析了种子油和脂肪酸合成调控机制的复杂性,举例说明了国内外利用转基因技术提高种子油及脂肪酸含量所涉及到的关键基因及其研究进展,为油料作物高油育种及种子油改良的相关研究提供理论依据. 相似文献
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植物油脂是一类主要从植物种子中提取的脂质,由甘油三酯组成,在食品、医疗和化工等领域应用广泛。植物油脂合成与积累过程不仅受油脂合成通路功能基因与调控基因调控,也受植物内部生理状态变化与外界环境因素影响。因此,阐明植物油脂生物合成和调控机制,改善植物油脂含量和组成具有重要的科学意义和应用价值。文章综述总结近年来有关植物油脂合成通路调控机制的研究进展,主要涵盖植物油脂合成通路基本模型、植物油脂合成通路中的关键酶、油脂积累过程中关键转录因子或调控蛋白、其他因素对油脂积累的影响、植物油脂合成与积累机制未来研究趋势和发展方向等方面,为植物油脂合成机制研究和油料作物遗传改良提供理论基础和新见解。 相似文献
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大豆品质调控基因克隆和功能研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
大豆(Glycine max L.)是世界上重要的经济作物,为人类生活提供所需的食用油和植物蛋白。大豆油脂、蛋白质和异黄酮含量决定了大豆的经济价值,大豆品质的优劣直接关系到食用者的身体健康,因此,越来越受到广大科研工作者的关注。大豆油脂脂肪酸组成对油的营养价值、耐储性及加工工艺等都有很大影响。油脂的组成和积累受脂肪酸合成途径中多种酶活性的影响,这些基因的表达还受到转录前、转录和转录后水平的调控,有许多相关基因参与此过程。目前大豆油脂的转录调控研究较多。研究表明,GmDOF4和GmDOF11类转录因子可以激活乙酰辅酶A羧化酶和长链脂酰辅酶A合成酶,从而提高了种子油分含量。转录因子GmMYB73可以通过抑制GL2进而促进磷脂酶D的活性,增加了转基因种子的油含量。转录因子GmbZIP123主要通过诱导蔗糖转运蛋白基因(AtSUC1、AtSUC5)和细胞壁转化酶基因(AtcwINV1、AtcwINV3和AtcwINV6)的表达,促进蔗糖从叶片到种子的运输,为油脂合成提供更多原料和能量,从而提高种子油脂含量。转录因子GmNFYA通过激活WRI及油脂合成相关基因,从而提高了种子油含量。大豆籽粒富含蛋白质,占籽粒干物质的40%左右(31%—55%)。大豆蛋白含有8种人体必需的氨基酸,是一种品质优良的植物性蛋白质,在膳食中可以代替部分动物性蛋白质。植物中油分和蛋白质往往是负相关的,GmDOF4和GmDOF11类转录因子可以提高植物油份含量,但其直接结合CRA1启动子,从而下调储藏蛋白的表达。大豆异黄酮是大豆生长过程中形成次生代谢产物,具有多种生物活性,在动植物体内有着广泛的生理作用。近年来大豆异黄酮已成为大豆最引人注目功能成分之一,也是食品与营养学研究热点之一。类黄酮类物质可能通过调节结节的产生从而调控植物的根瘤发育、生长繁殖和固氮作用。大豆异黄酮对乳腺癌、前列腺癌、心血管疾病和骨质疏松症的治疗也表现出其他一些有益的效应。目前研究表明,GmMYB176可以调控CHS8的表达,而干扰GmMYB176的表达降低了大豆根毛中异黄酮的水平,这表明GmMYB176对于异黄酮的生物合成是必需的。本文综述了大豆种子油分、蛋白以及异黄酮含量相关基因的研究进展,并对大豆种子油分、蛋白及异黄酮在转录水平和/或其他方面所受到的调控进行阐述。 相似文献
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《南京农业大学学报》2021,(3)
[目的]本文旨在对编码栽培大豆(Glycine max)油体蛋白(oleosin, OLE)的GmOLE2基因进行功能研究,分析其蛋白结构、在油脂合成中的调控作用以及对非生物胁迫的响应。[方法]运用生物信息学方法,分析其蛋白保守结构、亲疏水性以及进化关系;利用农杆菌侵染获得转基因拟南芥纯合株系,并利用气相色谱检测转基因拟南芥种子脂肪酸组分;对转基因拟南芥进行多种非生物胁迫处理,观察并统计相关性状和指标。[结果]GmOLE2蛋白具有OLE蛋白家族高度保守的结构域——脯氨酸结,且蛋白中间部分是一个由约24个氨基酸组成的超长疏水性结构域。GmOLE2是种子特异性表达的基因,过表达GmOLE2导致拟南芥种子内总蛋白含量增加约25%,总可溶糖含量下降10%,油脂含量下降约10%,饱和脂肪酸和三不饱和脂肪酸含量减少,单不饱和脂肪酸含量增加。过表达GmOLE2拟南芥种子可以缓解冻害,-20℃处理后的种子萌发率仍达到75%,是野生型萌发率的2倍。GmOLE2 mRNA积累受MeJA和ABA调控:10μmol·L~(-1) MeJA处理GmOLE2过表达拟南芥幼苗,其主根生长受到抑制的情况下,侧根丰度及长度显著大于未处理组,且在24 h内GmOLE2基因表达量显著增加,是未处理组的8～10倍。将GmOLE2过表达拟南芥的种子播种在含0.5μmol·L~(-1) ABA的培养基上,萌发3 d后,经RT-qPCR检测发现GmOLE2基因表达量显著升高,是未处理组的8倍。[结论]GmOLE2基因具有典型油体蛋白结构特征。在拟南芥中过表达GmOLE2基因,虽然减少种子总油含量但可以调节脂肪酸构成,且其种子具有较好的抗冻性,可受MeJA和ABA诱导表达参与植物对非生物胁迫的响应。 相似文献
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AP2/ERF蛋白是植物所特有的转录因子,参与植物生长发育以及调控生物和非生物胁迫反应。研究表明,AP2/ERF蛋白不仅与其它类型转录因子共同形成复杂的转录调控网络,通过多种信号转导途径调控功能基因的表达,而且可以作为外界信号的感应因子调控植物的非生物胁迫应答。主要从AP2/ERF蛋白在植物激素合成、蜡质合成、低氧胁迫应答、ROS清除以及蛋白质修饰等方面综述了AP2/ERF蛋白在植物非生物胁迫应答中的研究进展,并展望了今后的研究方向。 相似文献
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《山西农业大学学报(自然科学版)》2017,(4)
[目的]蓖麻(Ricinus communis L.)是一种重要的工业油料作物。为了鉴定蓖麻WRI1(WRINKLED1)转录因子,搞清蓖麻种子油脂生物合成调控机制。[方法]利用生物信息学工具全基因组鉴定蓖麻RcWRI1蛋白及基因,分析蓖麻RcWRI1蛋白结构特征和功能;应用qPCR检测蓖麻RcWRI1基因表达谱。[结果]鉴定获得2种蓖麻RcWRI1蛋白,即RcWRI1-1(446AA)和RcWRI1-2(443AA),均为蓖麻RcWRI1基因(LOC8283400)编码的产物。与拟南芥AtWRI1相似,RcWRI1-1和RcWRI1-2都具有2个高度保守AP2结构域,属不稳定的亲水蛋白,预测其具有调控脂肪酸代谢等功能。RcWRI1-1和RcWRI1-2在蓖麻花、叶、种子和果皮均表达,RcWRI1-1的表达量明显高于RcWRI1-2,且在种子中表达量最高。[结论]蓖麻RcWRI1基因编码两种RcWRI1蛋白(RcWRI1-1和RcWRI1-2),其中RcWRI1-1是主要表达者,在蓖麻叶、花、种子和果皮油脂合成中起重要调控作用。本研究可为种子油脂生物合成调控机制提供理论基础。 相似文献
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拟南芥AtMYB76转录因子参与调控脂肪族芥子油苷和油脂的积累过程。为深入了解谷子中的同源基因 SiMYB76在种子油脂积累过程中的调控作用,从谷子品种‘豫谷1号’中克隆获得 SiMYB76基因的全长编码域序列,对其进行烟草叶片的亚细胞定位研究,并初步分析其在种子油脂积累过程中的调控作用。结果表明,SiMYB76定位于烟草叶片细胞的细胞核中。在拟南芥 myb76-2突变体背景下,异源表达 SiMYB76基因不仅能够完全恢复突变体高含油量的表型,而且可显著调控油脂合成途径上多个关键基因的表达。由此可知,谷子SiMYB76通过调控油脂合成途径上关键基因的表达而显著抑制种子油脂积累,并在种子油脂积累过程中与拟南芥AtMYB76具有相似的生物学功能。 相似文献
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[目的]二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是植物三酰甘油(TAG)合成的最后一步限速酶,对油脂积累至关重要,可用于提高大豆(Glycine max)种子油含量。[方法]本文将来自富油植物斑鸠菊(Vernonia galamensis)发育种子的VgDGAT1A基因转入大豆品种Jack,进一步培育获得VgDGAT1A转基因大豆高代品系。通过qRT-PCR检测VgDGAT1A基因在大豆种子发育中期的表达情况及其引起的脂肪酸含量变化。[结果]连续多代跟踪检测表明,这些大豆品系中VgDGAT1A基因稳定整入染色体,并有效表达。与野生型大豆(Jack)相比,转基因大豆种子油脂含量平均提高5.1%,没有其它不良表型。[结论]VgDGAT1A基因确实能够在大豆种子发育过程中促进油脂合成累积,从而提高大豆种子的总体含油量。这些富油转基因品系可进一步用于培育高油大豆品种,以及大豆种子油脂合成积累及其调控机制的研究。 相似文献
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碱性亮氨酸拉链(Basic region/leucine zipper motif,bZIP)类转录因子是近年来研究较多的转录因子家族之一,参与多种生物学过程,对植物的抗病性、抗寒性、抗旱性和耐盐性等逆境均具有重要的调控作用.文章通过对植物bZIP类转录因子的分布、结构、分类及其在植物逆境胁迫中的作用等最新研究进展进行了综述,提出今后可在全基因组层面上发掘更多的bZIP转录因子,并通过定点突变、转基因等手段创造bZIP的突变体,促进对bZIP表达调控机制的认识,进而了解bZIP转录因子对抗逆相关基因的调控机理,并通过基因工程手段提高植物的抗逆性,培育多抗性植物新品种. 相似文献
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香榧Torreya grandis‘Merrillii’是珍贵经济树种之一,具有极高的营养价值和药用价值。香榧种仁含有丰富的油脂、蛋白质、维生素等营养物质。香榧油脂的主要成分是脂肪酸及其衍生物,在降低血脂、抗氧化和预防心脑血管等方面起着重要作用。过去香榧油脂的相关研究集中在油脂组成、提取方法和功能特性等方面,随着林木分子生物学的发展,香榧油脂合成及其调控机制研究越来越多,主要包括香榧油脂合成代谢通路挖掘、油脂累积、特殊脂肪酸合成关键基因鉴定及调控网络构建等方面。本研究结合香榧油脂的相关研究,对香榧种仁的脂肪酸组成、油脂品质和油脂的提取方法、油脂合成调控机制等方面进行了综述,为后期开发利用香榧坚果资源提供方法和思路。图1表2参58 相似文献
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花生是重要的油料作物和经济作物,我国花生年产量居世界第一,居国内油料作物首位,其总产的50%以上均用于榨油。囿于国内粮油争地矛盾和不断增长的油脂消费需求等因素,提高油料作物含油量对保障我国食用油脂安全具有重要的战略意义。花生种子油脂的主要成分为三酰甘油(TAG),其合成受到多个限速酶基因的协同调控,这些基因的时空表达特性、脂肪酸底物选择性和非生物胁迫响应等机制与油脂积累密切相关,最终影响油籽的产量和品质形成。植物油脂合成是涉及多个亚细胞区室、多条合成途径调控的复杂代谢网络,本文在总结植物油脂区室化合成步骤的基础上,对花生油脂的功能特性以及花生油脂合成途径中相关关键酰基转移酶的作用机制和研究现状进行归纳阐述,并提出存在的问题和建议,为花生油脂性状的精准鉴定和遗传育种提供参考。 相似文献
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《西南农业学报》2017,(10)
【目的】本研究为油菜种子中油脂合成分子调控机理提供新的线索。【方法】通过定量PCR分析油菜AGL11基因的组织表达模式,同时构建AGL11的干扰载体。【结果】生物信息学分析发现油菜AGL11具有完整且典型的MADS-box保守结构域,蛋白整体形态呈现典型的DNA核酸结合结构,属于MADS-box家族转录调控因子,亲源关系与拟南芥AGL11蛋白最近。定量PCR研究发现,AGL11在油菜盛花期和果夹5DAP(盛花后5 d的种子)表达量最高,实验成功构建了RNA干扰载体。【结论】AGL11基因在油菜种子发育和油脂积累过程中强烈表达,该基因可能在种子发育及油脂的合成中发挥着重要作用。RNA干扰载体的构建成功将为后续获得转基因油菜,观察转基因油菜胚的发育和种子油脂的积累,从而确定AGL11在油菜胚的发育及油脂的合成中发挥着重要作用。 相似文献
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核桃种子发育主要营养物质积累之间的关系及脂肪酸动态变化 总被引：1，自引：0，他引：1
为了探讨核桃种子发育过程中油脂、蛋白质和碳水化合物积累之间的关系及油脂积累过程中脂肪酸含量的动态变化,以新疆早实核桃为试材,研究了核桃种子发育过程中油脂积累及其与糖类、蛋白质之间关系。结果表明:油体在核桃花后60d胚的薄壁细胞中出现,而出现在子叶薄壁细胞中的时间为花后80d;胚和子叶薄壁细胞中的油体均于花后100d开始大量增多,并向细胞中心不断积累;花后50~60d子叶细胞中大量出现淀粉粒,70~110d淀粉粒减少,并维持在较低水平。蛋白体在花后70d出现,并在花后70~110d数量不断增加至最大;花后120d后,各种细胞器解体并消失,胚和子叶细胞被油体和蛋白体填满。核桃种子发育过程中,油脂含量不断增加,花后70~110d呈明显上升趋势,且与可溶性糖、淀粉含量呈极显著负相关(P0.01)。总蛋白质含量在核桃种子油脂快速积累期不断增加,花后90d达到最大值,虽与油脂含量呈正相关,但相关性未达到显著水平(P0.05)。在核桃种子发育过程中先后有6种脂肪酸出现,不饱和脂肪酸的相对含量随种子发育时间的推移逐渐增大,饱和脂肪的相对含量则随种子发育时间的推移呈下降趋势;种子成熟时,不饱和脂肪酸中的亚油酸含量最高,油酸、α-亚麻酸含量次之,二十碳烯酸含量最低;油酸、亚油酸的相对含量呈同步变化趋势,而与α-亚麻酸的相对含量变化趋势相反。以上结果表明核桃种子发育过程中油脂合成原料物质主要来源于叶片、青皮(外果皮)中光合作用产生的可溶性糖,与蛋白质的积累代谢途径相独立;参与脂肪酸合成的SAD(△9stearoyl acyl-carrier protein desaturase)、FAD2(△12fatty acid desaturase 2)和FAD3(△12fatty acid desaturase 3)酶催化活性均较高,但SAD、FAD2酶催化活性较FAD3酶强。 相似文献
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脂肪酸代谢是植物最重要的代谢途径之一,脂肪酸在食用和工业生产上有重要用途。介绍了植物种子中脂肪酸代谢的基本途径。论述了应用基因工程改良植物种子油品质的技术策略、存在问题,同时对植物脂肪酸调控基因工程发展提出了展望。 相似文献