【科研新进展】(26)我校在作物脂肪酸改良方面取得重要进展

来源:农学院 | 作者:潘小东 | 发布日期:2018-11-01 | 阅读次数:

  近日,农学院张猛教授团队在作物多不饱和脂肪酸组分改良方面取得重要进展,在植物学领域Top期刊Journal of Experimental Botany(IF = 5.354)上发表了题为“High-frequency and strong FAD2 co-suppression:A bottleneck to increase polyunsaturated fatty acids in seeds”的研究论文。博士生杜昶为论文第一作者,张猛教授为通讯作者。这是该研究团队继在植物Top期刊《The Plant Journal》发表论文后取得的又一重要进展。

  不饱和脂肪酸的双键由相关脂肪酸去饱和酶(Fatty Acid Desaturase,FAD)催化形成。哺乳动物缺乏由单不饱和脂肪形成双不饱和脂肪酸的去饱和酶,所以必须从食物中摄取亚油酸等多不饱和脂肪酸。植物种子是油脂贮藏的主要器官,改良植物油脂成分、提高油料作物种子中多不饱和脂肪酸含量的研究,对人类的营养和健康有着重要的意义。FAD2是植物种子中催化形成多不饱和脂肪酸的关键酶,但自1994年发现该基因以来,从未见利用该基因改良种子脂肪酸的成功报道。该团队在利用FAD2改良油料作物亚麻、埃塞俄比亚芥菜和亚麻荠时,惊讶地发现过表达该基因,不但不能有效地提高其产物亚油酸(18:2)含量,相反,在80%的FAD2过表达转基因株系种子中,都出现了FAD2产物降低和底物油酸(18:1)的大幅度积累,并且这种表型在姊妹系中极度不稳定。在拟南芥中进一步研究发现,内源和转入FAD2基因发生了强烈而且高频率的共抑制现象,导致了FAD2产物的大幅度降低。而后,通过突变基因沉默途径中关键因子RDR6,有效的解除了上述共抑制现象,使得转基因株系中亚油酸含量明显且稳定地提高。该研究初步揭示了FAD2共抑制的分子机理,为油料作物脂肪酸成分改良提供了重要的理论依据和解决方案。

  该研究得到国家自然基金以及我校“作物抗病育种与遗传改良创新引智基地”111项目的支持。

  文章链接:https://doi.org/10.1093/jxb/ery378


编辑:张晴     终审:徐海