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二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是植物中进行三酰甘油(TAG)生物合成反应中最后一步的关键酶和限速酶,该酶属于酰基转移酶超家族。目前,已从烟草、油菜、大豆、蓖麻等物种中克隆获得编码DGAT1蛋白的基因并做了功能分析。续随子(Euphorbia lathyris L.)是一种开发前景广阔的新型能源油料作物,且其脂肪酸组分与理想的柴油替代品分子构成相似,是我国生物燃油发展的理想原料。而针对续随子DGAT1基因和生物学功能的分析研究尚未见报道。为探究续随子中DGAT1基因对于调控种子油脂合成的作用机理,本研究依据续随子转录组数据,采用RT-PCR技术分离和鉴定出一个DGAT1基因(命名为ElDGAT1),并分析该基因的序列特征及表达特性,分别构建了ElDGAT1基因的酵母和植物表达载体,通过异源表达来鉴定ElDGAT1基因的生物学功能,为全面阐明续随子油脂合成和积累的分子机制及其关键基因的表达机制提供基础数据,同时进一步将调控续随子油脂高水平合成的关键基因运用基因工程的技术进行生物工程转化应用提供依据。主要研究结果如下:1.基于续随子转录组数据,得到ElDGAT1基因序列,全长2376 bp,CDS长1530 bp,共编码509个氨基酸;ElDGAT1蛋白等电点8.89,不稳定系数51.25,脂溶系数101.67,亲水系数0.284,推测其为不稳定的疏水性膜结合蛋白;该蛋白定位于内质网上,不存在信号肽,含9个跨膜螺旋区,具有特定匹配的结构域PLN02401,属于MBOAT膜蛋白家族;其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三级结构与模板6bug.1膜蛋白的晶体结构类似,具备DGATs的功能区,推测其具备酰基转移功能;多序列比对发现:ElDGAT1蛋白具有酰基转移酶重要的活性功能位点;系统进化树表明:续随子与同科植物乌桕的亲缘关系最近,同源性高达86%,与橡胶树和木薯同源性次之。2.半定量PCR和qPCR结果显示:ElDGAT1基因在续随子的不同器官均有表达,在其种子中的表达量最高,呈逐渐升高的趋势;在根和叶片中的表达量低于其他器官,且根系中表达量最低,几乎不表达;而在茎和花中的表达量略低于S1时期。以续随子花后45 d的种子为供试材料,成功克隆得到续随子ElDGAT1基因。3.将成功构建的酵母表达载体在酿酒酵母中异源表达,通过荧光显微镜观察到经尼罗红荧光染色的转基因酵母中有油体存在,通过薄层层析(TLC)实验检测到转pYES2.0-ElDGAT1的缺陷型酵母H1246中有TAG存在,测定转基因酵母中总脂肪酸含量,结果发现:转ElDGAT1基因的酵母中总脂肪酸的含量显著提高;利用GC气相色谱技术对转基因酵母与对照酵母的脂肪酸组分及含量进行分析发现:棕榈油酸(C16:1)和硬脂酸(C18:0)的含量明显降低,而棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)的含量显著升高。与转酵母H1246突变菌株相比,转基因酵母突变菌株的脂肪酸含量中棕榈酸(C16:0)的含量提高了约1.3倍,油酸(C18:1)的含量提高了约10%。4.将构建成功的植物表达载体pCAMBIA1303-ElDGAT1转入本氏烟草叶片中进行瞬时表达,测定并分析瞬时表达后转基因烟草叶片中总脂肪酸的含量及脂肪酸组分的变化,结果发现:与转空载烟草叶片相比,转ElDGAT1基因的烟草叶片中总脂肪酸的含量显著提高;通过GC气相色谱分析发现:转基因烟草叶片中脂肪酸主要成分有六种。与对照组相比,转基因烟草叶片的脂肪酸成分中油酸(18:1)的含量明显提高,提高约1.4倍左右;棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)这四种脂肪酸成分的含量较对照组而言均有所下降,差异较显著;而花生酸(20:0)在实验组和对照组中均未发生明显变化。转基因烟草叶片中蛋白质含量和淀粉含量整体呈下降的趋势。