菊花脂肪酸脫飽和酶基因CmFAD7的克隆與表達(dá)分析.pdf

1、ω-3脂肪酸去飽和酶是不飽和脂肪酸合成途徑中催化二烯脂肪酸（Dienoic Fatty Acids，簡(jiǎn)稱:DAs）轉(zhuǎn)化為三烯脂肪酸（Trienoic Fatty Acids，簡(jiǎn)稱:TAs）的關(guān)鍵酶。其含量的變化能改變脂肪酸的組成，影響相變溫度，改變植株對(duì)低溫脅迫的抗性。
　　本試驗(yàn)以秋菊抗寒品種‘星光燦爛’為材料，從菊花葉片中分離出葉綠體ω-3脂肪酸去飽和酶（CmFAD7）基因，對(duì)其序列進(jìn)行分析，并結(jié)合不同溫度下葉片和根系中CmF

2、AD7基因的表達(dá)情況和脂肪酸含量分析，闡述其低溫脅迫下表達(dá)模式。本研究獲得的主要結(jié)果如下:
　　1.利用同源序列設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物，通過(guò)RT-PCR方法從菊花葉片中克隆葉綠體ω-3脂肪酸去飽和酶(CmFAD7)基因的中間片段，采用RACE的方法分別克隆5'和3'端序列，拼接后設(shè)計(jì)特異引物擴(kuò)增到全長(zhǎng)cDNA。ω-3脂肪酸去飽和酶基因編碼區(qū)共有1284bp，推測(cè)其編碼428個(gè)氨基酸，相對(duì)分子量為48.98 KD，基因注冊(cè)號(hào)為KC567246

3、。
　　2.CmFAD7基因同源序列比較發(fā)現(xiàn)，該基因片段編碼的氨基酸與同科的高山還陽(yáng)參（CaFAD7）和紅花（CtFAD7/8）脂肪酸去飽和酶基因的同源性最高，分別為84％、83％。與其它物種的ω-3脂肪酸去飽和酶家族的氨基酸序列具有較高的相似性（圖15），如PfFAD7(78％)、EgFAD7(77％)、AtFAD8(71％)、ZmFAD8(67％)、PoFAD8(54％)、AtFAD3(58％)、BnFAD3(58％)，此基因

4、含有△12-FADs保守結(jié)構(gòu)域和3個(gè)跨膜螺旋，N-端含有一段葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽，屬于膜脂肪酸去飽和酶超級(jí)家族。并且有四個(gè)的保守結(jié)構(gòu)域，其中后三個(gè)保守區(qū)富含組氨酸，是維持其膜結(jié)合類酶特性所必需的。進(jìn)化樹(shù)分析表明，該基因與質(zhì)體型FAD7中高山還陽(yáng)參（CaFAD7）、紅花(CtFAD7/8)的親緣關(guān)系最近，與質(zhì)體型FAD8的親緣關(guān)系次之，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)型FAD3親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，因此命名為CmFAD7。
　　3.葉片和根系中Cm FAD7基因的表達(dá)分析

5、表明，不同處理溫度下，CmFAD7基因葉片中的表達(dá)量高于根系。隨著溫度的降低，葉片中CmFAD7表達(dá)量先升后降，-4℃時(shí)最高，分別是16、5、-8℃條件下的13.5、2.6、7.6倍;根系中的表達(dá)趨勢(shì)與葉片相似，5℃時(shí)達(dá)最高值，隨后逐漸下降。脂肪酸含量變化表現(xiàn)為，葉片中不飽和脂肪酸以C18∶3含量最高，從16℃降低至-8℃時(shí)，C18∶2含量輕微下降，C18∶3含量則表現(xiàn)出逐漸上升趨勢(shì)，-8℃時(shí)含量最高(66.09％)，上升幅度為32.6