特色油料作物油莎豆CeDGAT1基因的鉴定及表达分析

二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)是催化三酰甘油酯(TAG)合成最后一步反应的限速酶,对油料作物种子油脂合成和积累极为重要。油莎豆地下块茎能积累30%的油脂,其块茎油脂生物合成机制还未解析。分析油莎豆块茎转录组数据,结果发现一条编码DGAT1的cDNA序列(CeDGAT1),并应用生物信息学工具解析了CeDGAT1酶蛋白的理化性质、高级结构及系统发育等特征,通过qRT-PCR检测CeDGAT1的时空表达谱。结果显示,CeDGAT1编码的蛋白长度为502个氨基酸,理论等电点为9.08,属于MBOAT蛋白超家族,是一个疏水性蛋白,含有8个跨膜结构;二级结构由α-螺旋(46.06%)、无规则卷曲(35.43%)、延伸链(12.40%)和β-折叠(6.10%)组成;油莎豆CeDGAT1蛋白与模式植物拟南芥AtDGAT1的亲缘关系较远,而与禾本科的单子叶植物高粱和野生水稻的DGAT1同源性较高;CeDGAT1主要在发育块茎中高表达,在块茎播种后90 d时达峰值,表明CeDGAT1在油莎豆块茎油脂合成积累中行使重要功能。研究结果可为深入解析块茎等营养器官油脂生物合成机制及油莎豆油脂产量和品质的遗传改良提供科学依据。     

亚麻荠CsDGAT3基因的鉴定与表达分析

亚麻荠是十字花科植物中一种古老的油料作物,其油脂中富含人体所必需的ω-3脂肪酸。二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油(TAG)生物合成最后一步中的关键限速酶。以花生AhDGAT3基因为探针,从亚麻荠基因组数据库中共筛选出3个均包含DGAT3蛋白典型结构域(TRX-like_Fd family)的目的基因,并分别命名为CsDGAT3-1、CsDGAT3-2和CsDGAT3-3。理化性质分析表明,这3个蛋白分别编码361、364、365个氨基酸,且均为定位于细胞质、无跨膜结构的水溶性酶蛋白。三级结构分析表明,这3个目的基因均以同源二聚体形式存在。多序列比对及系统进化关系表明,Cs DGAT3蛋白与荠菜DGAT3(CrDGAT3)蛋白具有极高的序列相似性,暗示其功能上具有相似性。荧光定量PCR结果显示,亚麻荠CsDGAT3基因在根、茎、叶、花和种子中均有表达,但CsDGAT3-1主要在根中表达,CsDGAT3-2主要在花和萌发的种子中表达,CsDGAT3-3则在发育中的种子中表达量最高。研究结果可为进一步解析亚麻荠种子TAG及油脂生物合成调控机制提供科学依据。