《山杏種子油脂累積及脂肪酸組分轉化的分子調控機制》是依託北京林業大學，由林善枝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：山杏種子油脂累積及脂肪酸組分轉化的分子調控機制
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：林善枝
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
山杏是我國優良鄉土樹種,有望成為新型木本生物質資源。本項目以前期篩選的2份油脂及脂肪酸組分差異明顯的山杏種質為試材，開展其不同發育期種子油脂含量及脂肪酸組成測定與代謝組學的比較分析，從中探究油脂累積及脂肪酸組分轉化模式及其與代謝物變化間關係；構建均一DGE文庫,開展Illumina-Solexa深度測序分析, 並運用iTRAQ蛋白質組學技術對供試山杏樣品進行定量分析，進而確定山杏種子高品質油脂累積途徑中關鍵調控基因及代謝路徑；同時,開展高油脂密切相關代謝物的測定分析，並對不同發育期種子中調控脂肪酸累積相關的轉錄因子或代謝酶基因的轉錄表達進行檢測與分析, 選擇開展具有代表性關鍵調控基因的克隆及遺傳轉化擬南芥和表達檢測分析研究，進而從轉錄組學、蛋白組學、代謝組學及代謝通路等不同層次闡明山杏種子高品質油脂累積的分子調控機制,這可為分子改良某些有經濟價值的油料作物及生物質林木奠定重要基礎。
結題摘要
山杏是我國豐富優良鄉土樹種,有望成為新型木本生物質資源，而其種子油脂累積分子調控網路機制至今尚未明確。本項目以前期證實的2份油脂及脂肪酸組分差異明顯的山杏種質（AS-80、AS-30）為試材，開展不同發育杏仁的重量、產量及其油脂與脂肪酸組分含量的測定分析，從中探究山杏種子生長發育與油脂累積及其組分動態變化規律；開展基於脂肪酸不飽和度的生物柴油特性預測模型研建與生物柴油製備及各種燃燒性能評價和種子最佳採摘時期分析確定，結果表明山杏種質AS-80是理想生物柴油原料，其種子最佳採摘期為60 DAF。同時，以供試2份山杏種質不同發育種子為試材，開展DEG文庫構建與mRNA轉錄組測序分析，並以優良種質AS-80的代表性發育期杏仁為試材，開展iTRAQ蛋白質組定量分析與miRNA轉錄組測序分析；通過對山杏發育種子油脂累積中差異蛋白質與差異表達基因間的關聯分析、差異表達miRNAs及其靶基因的篩選確定，結合油脂累積模式研究結果，從多組學層面上有效確定與山杏優質種源AS-80種子高油脂累積密切相關的功能基因（SAD6、FATA、GPAT9、LPAT2、DGAT1等）或調控因子（如ABI3、WRI1和LEC2等）和42個miRNAs及其靶基因，構建出miRNA介導的山杏杏仁發育與油脂累積的調控網路模式、以及轉運蛋白介導的碳源分配及能量來源的高油脂合成累積的代謝網路調控模式，進而從轉錄組學、蛋白組學及代謝網路通路分析等不同層次闡明山杏種子高品質油脂累積的分子調控機制。另外，開展基於mRNA和miRNA測序的油脂累積相關的SNP位點分析，從5個功能基因（ABI3、SAD6 、DGAT1，FAD2和LEC2）和3個pre-miRNA（pre-miR395、pre-miR164b和pre-miR172b）中確定出SNP位點；選擇具有代表關鍵調控基因 (如轉錄因子WRI1等)，開展相關基因的克隆及遺傳轉化擬南芥和表達分析（油脂含量、脂肪酸組分變化、功能基因表達qRT-PCR檢測），探究其調控山杏種子高品質油脂累積的作用機制。上述研究結果可為山杏優良種質資源挖掘利用提供科學依據，並可為分子改良某些有經濟價值的油料作物及林木生物質資源奠定重要基礎。
