油茶内参基因的筛选与油脂合成相关酶基因的表达特征分析

【摘要】油茶((Camelliaoleifera)是我国原产的优质油料树种之一,因为所产茶油富含不饱和脂肪酸而被誉为“东方橄榄油”。优良油茶品种所产的茶油中不饱和脂肪酸含量高达90%(以油酸和亚油酸为主,还含有少量的亚麻酸等高价不饱和脂肪酸),远远高于菜油、花生油和豆油。在植物生长过程中,调控油脂合成的基因：SAD基因是调控油脂中油酸合成的关键基因；GPAT基因、LPAAT基因、PAP基因、DGAT基因和PDAT基因是TAG合成的相关基因,其中DGAT基因是TAG合成Kenendy途径的限速酶,而PDAT基因是TAG合成另一途径的关键基因；FAD基因主要催化多不饱和脂肪酸的合成,其中FAD2基因和FAD6基因则是调控油酸经催化生成亚油酸的关键基因,FAD3基因和FAD7基因则是调控亚油酸经催化生成亚麻酸的关键基因,但它们在植物中都有多个拷贝。目前已经完成了油茶成熟种子cDNA文库以及EST文库的构建,得到了近成熟种子中油脂合成相关基因的表达丰度,并在此基础上已经完成了对SAD基因、DGAT1基因、FAD2基因和FAD6基因的序列克隆。本研究主要完成了：(1)油茶不同器官/织的总RNA提取方法：Ambion(?)NA提取试剂盒+CTAB法,经琼脂凝胶电泳及分光光度计检测,所得RNA浓度高,质量好。(2)在油茶转录组数据基础上对油茶内参基因进行了初步筛选,得到可以应用于油茶种仁表达分析的内参候选基因ALB、EF1α、EF1β、ETIF3H,UBC;α可以应用于油茶根、茎、叶表达分析的候选内参基因ETIF3H,可以应用于油茶根、茎、花、叶及种仁表达分析的候选内参基因EF1α。(3)油茶转录组数据和已克隆油脂合成相关基因的基础上,通过使用RT-qPCR,对优良无性系油茶品种“华硕”中油脂合成相关酶基因的表达模式进行了研究：Ⅰ.油脂合成相关酶基因在种仁内的相对表达量从高到低依次为：FAD2基因、PDAT基因、PAP基因、DGAT基因、FAD7基因、FAD6基因、SAD基因、FAD3基因、LPAAT基因、GPAT基因。其中SAD基因、LPAAT基因、PAP基因、DGAT基因、PDAT基因及FAD基因在花后42周均出现表达高峰,这与油脂含量变化及油酸含量变化规律吻合,而GPAT基因在油脂合成中的调控机制有待进一步研究；在同一时期,亚油酸和亚麻酸的含量出现下降,推测可能是因为油脂中油酸的合成速率要远远大于油酸转化为亚油酸的速率,而亚麻酸的转化速率也因此受到影响,因为FAD基因的拷贝数目很多,所以有关于FAD基因的调控机制有待进一步研究。Ⅱ.采用灰色关联度法分析法对油脂合成相关基因的表达与种仁油脂含量和油脂脂肪酸成分进行关联性分析,结果显示：A.油脂合成相关基因与油茶种仁中油脂含量的灰色关联度由高到低依次为：DGAT(0.9494)、PDAT(0.8356)、FAD7(0.7716)、GPAT(0.5062)、LPAAT(0.5038)、PAP(0.5024)、FAD2(0.5016)、(0.5014)、FAD6(0.5009)、SAD(0.5004),结果证明了油茶种仁中DGAT基因和PDAT基因与油脂合成呈正相关的关系,并且发现多不饱和脂肪酸合成基因FAD7的表达与油脂合成变化也呈现出一定的正相关关系。B.SAD基因与油茶种仁中油酸含量的灰色关联度为：0.7853,结果与油酸合成的规律吻合,关于本研究中SAD基因与油茶种仁中油酸的含量变化关系及调控机制还需要进一步探究。C.FAD2和FAD6与油茶种仁中亚油酸含量的灰色关联度分别为0.6897和0.5002,而FAD3和FAD7与油茶种仁中亚麻酸的灰色关联度分别为0.8032和0.5472,这也同样说明油茶种仁中FAD基因的表达调控模式有待进一步进行探究。Ⅲ.油脂合成相关酶基因在油茶不同器官/织中的表达特征均呈现出组织特异性。在这些基因中SAD基因与FAD2基因在叶片中的表达量显著比其他器官/组织的要高,推测可能是由于这两个基因主要调控不饱和脂肪酸的合成,而植物叶片中的不饱和脂肪酸含量越高,其对环境的抗逆性越强。
【作者】宋志波；
【导师】张琳；
【作者基本信息】中南林业科技大学，森林培育，2014，硕士
【关键词】油茶；脂肪酸；RNA提取；内参基因；表达特征；灰色关联度；

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