紫蘇FAD3-FAD7基因種子特異性表達載體的構建及遺傳轉化研究.pdf

1、α-亞麻酸（ALA）是一種人體必需的ω-3系列多不飽和脂肪酸，在體內可以代謝為DHA和EPA，具有增強智力、保護視力、預防心腦血管疾病、調節(jié)血壓、血脂等功能。目前，ALA主要來源于深海魚油，但我國食用油以植物油為主，如菜籽油、豆油、葵花油等，但它們ALA含量都較低，因此，在正常飲食情況下，我國國民每日攝入的ALA往往達不到人體所需。為改善國人ALA攝入不足的現狀，開發(fā)富含ALA的植物資源具有重要的意義。菜籽油是我國主要的食用油之一，如果

2、能提高油菜籽中ALA含量，則可以提高菜籽油的營養(yǎng)價值，并可以成為一個高含量的植物ALA來源。
　　植物ALA主要存在于植物種子油脂中，由ω-3脂肪酸脫氫酶（FAD3、FAD7、FAD8）催化亞油酸轉化而來，ω-3 FAD基因是ALA合成途徑中的一個關鍵限速酶基因，通過調節(jié)該基因的過量表達，可以提高植物中ALA含量。紫蘇是目前發(fā)現的ALA含量最高的油料作物，本研究利用PCR技術，克隆了紫蘇高表達的FAD3、FAD7基因，并構建種子特

3、異性表達載體pC2301M1NPB-EFAD3，pC2301M1NPB-EFAD7，通過農桿菌介導法進行了美國煙草和中雙11號油菜的遺傳轉化研究。主要取得了如下研究結果：
　　1、克隆獲得的紫蘇FAD3基因片段全長1240bp，FAD7基因片段全長長1370bp，通過NCBI在線比對，與已發(fā)表的紫蘇FAD3/FAD7基因同源性均高達99％以上，可以用來構建表達載體。
　　2、成功構建了pC2301M1NPB-EFAD3、pC

4、2301M1NPB-EFAD7種子特異性表達載體；該表達載體具有種子特異性啟動子nap A啟動子和nptⅡ篩選標記。
　　3、以煙草葉片為外植體，通過農桿菌介導法對煙草進行了遺傳轉化研究。通過Kan抗性初步篩選出批量抗性植株，對抗性植株進行分子鑒定，結果表明：有24株能擴增出NAP+FAD3基因片段，26株能擴增出NAP+FAD7基因片段，說明紫蘇FAD3、FAD7基因已成功地整合到煙草的染色體中。qRT-PCR分析結果表明，紫蘇

5、FAD3基因在轉基因煙草種子中的表達不穩(wěn)定，有升高也有降低。種子脂肪酸成分分析顯示，有一株FAD3轉基因煙草的ALA含量升高，ALA含量約為FAD3轉基因陰性煙草的2.4倍，同時亞油酸含量升高，油酸含量降低；但其FAD3基因表達量并沒有升高而是降低。其他FAD3轉基因煙草的ALA含量與轉基因陰性煙草幾乎沒有變化，但它們基因表達量卻明顯升高。檢測的FAD7轉基因煙草陽性植株與陰性植株的ALA含量沒有差異。
　　4、以4天齡的油菜子葉

6、為外植體，通過農桿菌介導法對油菜進行了遺傳轉化研究。通過Kan抗性篩選和分子鑒定，獲得1株含有紫蘇FAD3基因的轉基因油菜，編號為8，說明紫蘇FAD3基因已成功整合到油菜的染色體中。RT-PCR分析結果發(fā)現，紫蘇FAD3基因只在8號油菜的種子中表達，而在葉片中不表達，說明構建的種子特異性表達載體成功地將紫蘇的FAD3基因表達限制在了種子內。qRT-PCR分析顯示，紫蘇FAD3基因在8號轉基因油菜中表達量明顯高于5號轉基因陰性油菜，說明紫