通過調(diào)控GDSL轉(zhuǎn)錄水平提高甘藍型油菜抗菌核病、種子萌發(fā)速度和含油量.pdf

1、在我國甘藍型油菜（Brassica napus）是一種重要的油料作物，更是食用油的主要來源，在食品、化工、能源等諸多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。由于油菜含有較多對人體有益的不飽和脂肪酸以及高蛋白等優(yōu)點，近年來在食品保健領(lǐng)域的研發(fā)越來越受歡迎。然而，有許多限制因素影響油菜產(chǎn)量的提高，其中外源性因素菌核?。⊿clertinia sclerotiorum（Lib.）de Bary）是油菜生產(chǎn)中最主要的一種限制因子，嚴重威脅著我國的油菜產(chǎn)量。除了外源

2、病蟲害之外，油菜本身內(nèi)源性因素，如種子籽粒飽滿度、萌發(fā)速度、含油量等也嚴重影響油菜產(chǎn)量的提高。提高油菜產(chǎn)量對于解決我國人口眾多，土地面積有限，具有重要意義。GDSL脂肪酶作為一個重要的脂肪酶超家族，有研究報告顯示 GDSL脂肪酶在植物的逆境脅迫、種子萌發(fā)、幼苗建成和生理代謝等多方面發(fā)揮功能。
　　本文主要初步研究了外源擬南芥 AtGDSL1和油菜內(nèi)源性 BnGDSL1兩個GDSL脂肪酶/酯酶基因在油菜中的生物學功能。通過生物信息學

3、分析發(fā)現(xiàn)AtGDSL1和BnGDSL1蛋白都屬于SGNH脂肪酶和酯酶超家族，兩者的氨基酸序列相似性更是達到了85.99％，暗示它們可能具有相似的功能作用。進一步的研究發(fā)現(xiàn)兩者在抵抗菌核病、提高種子萌發(fā)速率和含油量方面發(fā)揮著重要的作用。生物信息學分析還發(fā)現(xiàn)AtGDSL1和BnGDSL1均含有一段跨膜結(jié)構(gòu)域，都屬于親水性蛋白，在N端有一段含有25個氨基酸序列的信號肽，可能分泌到細胞外。
　　BnGDSL1具有脂肪酶活性已由本實驗室閆素

4、貞論文中證實過。為了驗證AtGDSL1是否具有脂肪酶活性，我們構(gòu)建了原核表達重組載體AtGDSL1-pGEX-4T-1，在大腸桿菌中誘導表達后，對分離純化得到的重組蛋白進行脂肪酶活性測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AtGDSL1能夠水解脂肪底物，1mg AtGDSL1重組蛋白催化底物反應(yīng)最多可積累7.2 mM產(chǎn)物，說明AtGDSL1確實是一個脂肪酶。
　　實驗中我們構(gòu)建了AtGDSL1和BnGDSL1過量表達以及BnGDSL1抑制表達油菜植株來研究

5、AtGDSL1和BnGDSL1在油菜中的生物學功能。首先，通過轉(zhuǎn)基因植株離體葉片核盤菌接種實驗，發(fā)現(xiàn) AtGDSL1在油菜中過表達后可顯著增強油菜抗菌核病，BnGDSL1則對核盤菌沒有顯著效果。其次，我們發(fā)現(xiàn)AtGDSL1和BnGDSL1過量表達后，種子萌發(fā)速度顯著提高，而BnGDSL1抑制表達植株種子萌發(fā)速度受到嚴重抑制。最后，通過近紅外光譜分析含油量，發(fā)現(xiàn)相比于野生型油菜種子，BnGDSL1抑制表達植株種子的含油量則提高。