乙酰辅酶A羧化酶基因研究综述

植物中的乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化脂肪酸合成的第一步,是脂肪酸合成的限速酶.ACCase有两种类型:异质型的ACCase位于质体中,是脂肪酸合成途径中的关键酶；同质型的ACCase位于胞质溶胶中,催化形成的产物主要用于长链脂肪酸及类黄酮等次生代谢产物的合成.综述了植物中ACCase的生理功能、分子生物学特征,并对其基因工程作了展望.     

植物脂肪酸及其相关代谢酶的研究进展

指出了植物脂肪酸的重要功能、种类及代谢的基本途径,以及与其代谢所涉及到的关键酶的研究进展.探讨了植物脂肪酸其生物复杂的合成途径.涉及乙酰辅酶A、脂肪酸合成酶、脂肪酸去饱和酶和脂肪酸延长酶等多种酶.     

油桐种仁不同发育时期ACCase活性与含油率相关性分析

油桐作为我国四大木本油料植物之一,其主产物桐油广泛应用于工业领域,极具经济价值和开发前景.为研究油桐种仁在不同发育时期其乙酰辅酶A羧化酶活性与含油率的变化及其二者之间的相关性,本文以3个不同家系油桐种仁为试验材料,采用索氏抽提法和植物乙酰辅酶A羧化酶酶联免疫分析试剂盒(ELISA)测定其8个发育时期的含油率与乙酰辅酶A羧化酶活性,并进行相关性分析.结果表明:1)不同家系油桐种仁中的含油率在各个不同发育时期均存在极显著差异(P<0.01);2)8个发育时期的油桐种仁含油率在供试的3个油桐家系中均表现出S型走势,即前期积累速度较慢,中间积累速度较快,后期积累速度又放缓,进入平台期;3)3个油桐家系的ACCase活性在8个时期均表现出双峰的波浪型走势,第1个峰值出现在Ⅱ-2时期,第2个峰值出现在Ⅲ-2时期;(4)含油率与ACCase活性在3个不同家系中均表现出一定的相关性,其中9号家系为极显著的正相关关系,其余表现出显著的正相关关系.该结果表明可以通过测定油桐种仁中ACCase活性来侧面反映其含油量的高低.     

植物肉桂酰辅酶A还原酶基因的结构功能及应用潜力

木质素的合成途径非常复杂.肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是木质素合成特异途径的第1个关键酶.可催化3种羟基肉桂酸的辅酶A酯的还原反应.生成相应的肉桂醛.主要综述了肉桂酰辅酶A还原酶基因在木质素合成中的功能、基本结构方面的研究进展,并介绍了该基因在造纸林木改育、作物品质改良、植物抗病抗逆及生物质能等方面研究中的应用.     

植物脂肪酸的生物合成及其生理功能的研究进展

植物脂肪酸既具重要生理功能,又有巨大食用和工业价值。其生物合成途径较为复杂,涉及乙酰—CoA羧化酶、脂肪酸合成酶、脂肪酸去饱和酶和脂肪酸延长酶等一系列酶。近年来,国内外对脂肪酸生物合成途径进行了大量研究,克隆出许多相关基因,初步阐明了脂肪酸合成规律,并在此基础上开展了利用基因工程技术调控脂肪酸合成研究,取得可喜进展。本文详细介绍了植物饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和超长链脂肪酸的生物合成与基因工程研究的新结果。     

杂交榛果实发育过程中糖类与脂肪酸相关性研究

笔者对榛子不同时期不同种类糖类和脂肪酸的相关性进行了分析,并对其代谢过程中的关键酶进行定量测定。结果表明,杂交榛84-545果仁中,葡萄糖和亚油酸、硬脂酸呈显著负相关,相关系数分别为-0.72和-0.70;蔗糖与各种脂肪酸均呈显著正相关,相关系数均大于0.75.杂交榛81-19具有相似特性。不同品系中ACCase酶的含量变化规律相似,但也有一定的区别。ACCase酶在榛子果实的果仁充实期和果实成熟期含量最高;果实成熟期的不饱和脂肪酸主要是通过消耗果仁中的饱和脂肪酸而得到,果实成熟期也是不饱和脂肪酸积累的一个重要时期。     

油桐异质型乙酰辅酶A羧化酶accA亚基全长cDNA克隆及序列分析

为了揭示油桐乙酰辅酶A羧化酶accA基因的序列特点和结构功能,从而为该基因的深入研究和开发利用奠定基础,以葡萄桐的近成熟种子为材料,根据油桐转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了油桐乙酰辅酶A羧化酶α亚基全长cDNA序列。测序结果表明:该基因cDNA序列全长2 313 bp,编码770个氨基酸;以其推导出的α亚基氨基酸序列蛋白的等电点pI为8.48,相对分子量为85 902.7 Da,稳定系数为37.33。生物信息学分析结果表明:此蛋白含有4个比较明显的跨膜区,是一个不稳定的非分泌蛋白。模体搜索结果表明:在α亚基上有羧基转移酶域和ACCA功能域;其三级结构中有14个α螺旋,整体呈球型,并有一个向外延伸的结构。该基因已登录到GenBank,命名为VfCTα。     

月月桂AACT基因的cDNA全长克隆及生物信息学分析

为了克隆分离月月桂AACT(乙酰辅酶A酰基转移酶)全长基因,并研究其基因特征和蛋白结构,以月月桂花瓣RNA为模板,通过反转录PCR及RACCE技术分离克隆AACT全长。再利用NCBI网站及生物信息学软件对其碱基分布、氨基酸组成、亲疏水性、二级结构、保守区及三级结构进行预测和分析,并对10个物种的AACT氨基酸进行多重比对,对基因进行进化分析。分离克隆出AACT基因的cDNA序列长为1580bp,编码405个氨基酸,该蛋白质相对分子质量为41347.89D,等电点为5.66,其中Ala含量最高为14.53%,平均疏水值为0.215,属Cond-enzymes超家族。氨基酸序列比对中,胡黄连、假马齿苋氨基酸序列同源性最高。OsAACT基因稳定,编码的蛋白为疏水性蛋白,其在进化过程中相对保守。试验获得的基因信息为萜类物质合成途径进一步研究奠定基础。     

南美油藤种子发育过程的代谢组学和转录组学联合分析

【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。     

植物脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶研究综述

植物脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶(FAT)是一种终止脂肪酸合成的酶.它的基本功能就是将acyl-ACPs水解成游离脂肪酸和ACP,从而终止脂肪酸从头合成途径中脂肪酸链的延长.植物中,不同的FAT具有不同的底物特异性,直接决定植物细胞油脂中的脂肪酸的种类和数量.不同的植物组织和物种对于每种脂肪酸的需求各不相同,因此FAT在植物细胞代谢中就有着极为重要的作用.本文对FAT的种类、结构、功能、序列的分离克隆及其应用等方面进行综述.     

生物柴油与植物种子脂肪酸代谢调控研究进展

化石能源的巨大需求和生物燃油成本的改善加剧了对可再生清洁能源的开发和应用研究。植物种子油脂作为提取生物质能—生物柴油的原料,其合成调控机理的研究和应用对石化能源需求的缓解、环境污染等方面具有重要意。本文系统阐述了生物柴油的特性,及植物种子脂肪酸合成、代谢以及转录因子调控机制的研究进展。     

油桐种籽油脂合成及其在品种类型上的差异

油桐种籽成熟过程中,种籽的含油量和水分含量是负相关。水分的亏缺,严重影响了油脂合成。从 8月 25日至 9月 15日含油量上升23.8％,而含水量下降24.55％,桐酸含量也上升,与此同时棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸以及亚麻酸的含量下降。桐酸在总脂肪酸含量中占79.42％。脂肪酸的累积、转化最活跃时期在8月份和9月上旬,这时期油桐栽培水分供应是至关重要的。 油桐不同种和品种(类型)脂肪酸组成有明显差异,以桐酸变化幅度最大,差值达16.06％。在这些样品中,桐酸含量超过76％的有15份,均为三年桐,其中少花单生果品种(类型)占12份,千年桐桐酸含量均不到70％。从油质来说,三年桐优于千年桐。在三年桐中少花单生果品种(类型)具有桐酸含量高,亚油酸、油酸含量较低的优点。     

韦塔桉叶片脂肪酸的提取及成分的GC-MS分析

以丙酮为提取溶剂,物料粒度为100~200目,料液比1:15,浸泡8 h,萃取时间为1.5 h,在超声功率为80 khz,30℃时对韦塔桉桉叶油进行提取,并用GC-MS对其成分进行分析。结果得到韦塔桉桉叶油的提取率为19.04%,经GC-MS分析得到韦塔桉桉叶油含有10种脂肪酸,其中亚油酸和亚麻酸为不饱和脂肪酸。桉叶油中棕榈酸、亚油酸、亚麻酸及硬脂酸的绝对含量分别为0.82%、0.86%、0.15%、0.33%,占提取粗脂总量的2.16%。     

油茶乙酰辅酶A羧化酶BC亚基全长cDNA克隆及序列分析

以油茶‘湘林1号’品种的近成熟种子为材料,采用简并PCR、RACE、交错PCR等技术,获得了油茶乙酰辅酶A羧化酶BC亚基基因的全长cDNA克隆。该基因cDNA序列全长1 901 bp,含有一个1 599 bp的ORF,编码533个氨基酸残基。BC蛋白的等电点pI为6.88,分子量为58 509.3 u,含两个跨膜结构域,是一个不稳定的非分泌蛋白。模体搜索结果表明在BC上具有N-糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、ATP结合位点等多个功能结构域。同源建模的模型中发现12个α-螺旋,整个BC蛋白为一个内凹的结构。该基因已登录到GenBank,并被命名为co-bc。     

基于RNA-Seq的油茶种仁萜类功能组分代谢调控研究

油茶是我国重要的木本食用油料植物,而茶油不仅不饱和脂肪酸含量高,而且富含微量生物活性物质。为给油茶及其他植物萜类代谢机理的阐述提供理论参考,从而为油茶分子设计育种提供科学依据,以油茶果实膨大期和脂肪酸合成高峰期的种仁为材料,采用高通量RNA-Seq技术对油茶种仁萜类功能组分代谢的2个不同时期转录组进行了比较分析。结果表明:涉及油茶种仁萜类功能组分代谢调控的基因序列共有68条,包含13类关键酶基因,但是大部分基因在果实膨大期和脂肪酸合成高峰期的差异不显著。文中根据分析结果绘制了油茶种仁萜类物质代谢途径,揭示了调控油茶种仁萜类功能组分代谢过程中的基因作用规律。     

Isolation and identification of C-19 fatty acids with anti-tumor activity from the spores of Ganoderma lucidum (reishi mushroom)

We previously showed that ethanolic extracts of spores of Ganoderma lucidum inhibit tumor cell proliferation and induce apoptosis of HL-60 cells. The active constituents appeared to be long-chain fatty acids, particularly carbon-19 (C-19) fatty acids which have not been reported in spores of Ganoderma lucidum. In the present study, two of these C-19 fatty acids which are key compounds in the activities, were identified as their 2-naphthyl ester derivatives after esterification of a mixture of fatty acids obtained from the spores. The active compounds were determines as nonadecanoic acid and cis-9-nonadecenoic acid. The location of the double bond of cis-9-nonadecenoic acid was demonstrated by GC-MS analysis, based on the fragmentation pattern of the adduct prepared from the fatty acid and dimethyl disulfide.     

板栗淀粉表面结合脂中脂肪酸的组成

以不同板栗产区的3个主要中国板栗品种群的25个品种为试材,研究板栗淀粉表面结合脂中主要脂肪酸的组成比例并分析在不同品种群之间的分布规律。结果表明:1)板栗淀粉表面结合脂中含有不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸,其中前者所占比例集中分布在30%～50%和60%～70%2个区域,后者所占比例集中分布在30%～40%和50%～70%2个区域,并与品种密切相关;南方品种群板栗普遍具有较低的饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸比值,但品种群之间差异不显著。2)板栗淀粉结合脂中的脂肪酸主要以C16和C182种脂肪酸为主,前者所占比例集中分布在15%～30%之间,并以饱和态的C16:0为主,后者所占比例集中分布在30%～70%之间,并以不饱和态的C18:1,C18:2脂肪酸为主。3)南方品种群板栗淀粉结合脂中具有较高的C16:0,C18:0,C18:1脂肪酸和较低的C16:1,C18:2,C18:3脂肪酸,但品种群间差异不显著;南方品种群普遍具有较高的C16脂肪酸水平和较低的C18脂肪酸水平。4)板栗淀粉表面结合脂中的脂肪酸组成及比例与品种密切相关,在品种群之间差异较小。