《花生種子蛋白合成的回補途徑調控與蛋白質組研究》是依託中山大學，由黎茵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：花生種子蛋白合成的回補途徑調控與蛋白質組研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黎茵
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
通過調節植物種子營養物質的生物合成和配比進行種子品質改良是非常有效的手段。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC， EC 4．1．1．31）在植物種子發育過程中通過回補途徑調控種子的蛋白質合成，在植物中高表達PEPC可以促進種子蛋白質的積累。深入研究其調控所引起的蛋白質合成變化模式和相關機制，將為作物種子品質的改良提供重要的理論基礎和套用依據。本項目利用已有的花生種子蛋白質組和相關基因功能的研究背景，在建立花生再生和轉化體系，並已得到花生貯藏蛋白種子特異啟動子及證實其功能的基礎上，通過在轉基因花生種子中調節PEPC的不同水平表達，致力於用生理、生化、分子生物學和蛋白質組學等方法來明確PEPC通過回補途徑調控種子發育過程中蛋白合成的變化規律，深入闡明其相關代謝網路和分子機理。
結題摘要
通過遺傳工程和生物技術手段調節植物種子營養物質的生物合成和配比進行種子品質改良是非常有效的手段。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC）可以通過回補途徑調控脂肪酸，胺基酸和蛋白質的合成。在植物種子中下調錶達PEPC會促進脂肪酸合成並降低蛋白質的合成與積累，反之則可以促進種子蛋白質的合成。花生是我國重要的油料種子作物，本研究的實驗結果表明，在花生中下調錶達PEPC會導致植物生長發育不良，植株矮小，種子的結實率和種子重量下降。本研究還克隆得到了花生溶血磷脂酸醯基轉移酶基因LPAAT1（lysophosphatidic acid acyltransferase），並發現該基因對種子的脂肪酸合成和不同脂肪酸積累的模式有調節作用，在轉基因擬南芥中過表達AhLPAAT1，可使轉基因擬南芥種子總含油率下降，而脂肪酸中單不飽和脂肪酸油酸含量下降，多不飽和脂肪酸亞麻酸含量升高。對花生種子中的蛋白質組成進行分析，發現大部分蛋白參與了種子營養物質代謝、脫水耐性和損傷修復等過程。本研究對花生14-3-3基因、GSL1（gibberellin stimulated-like proteins）基因和SNARE（soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor）基因等序列也進行了克隆和轉基因功能分析，發現這些基因均參與了植物激素的調控與應答過程，並調節植物的生長發育和抗逆反應等生理過程。本研究所取得的實驗結果對於進一步揭示通過回補途徑調控種子發育過程中脂肪酸和蛋白合成的變化規律及其調控過程具有重要意義，為闡明花生中相關功能基因的作用機理提供了線索。
