[發(fā)明專利]NF-YA9蛋白及其編碼基因在培育脂肪酸含量提高的植物中的應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210005549.0
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102558324A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 左建儒;牟金葉
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發(fā)明涉及生物技術領域，尤其涉及一種NF-YA9蛋白及其編碼基因在培育脂肪酸含量提高的植物中的應用。

背景技術

脂肪酸是生物體內(nèi)主要的能量儲存形式，其主要衍生物甘油三脂(triacylglycerol，TAG)可在動物的脂肪組織、植物種子或果實中大量儲藏。其中，植物油作為食用油和一種重要的可再生能源物質(zhì)而備受關注。甘油三脂是脂肪酸和甘油化合而成的天然高分子化合物。甘油三脂合成的過程包括脂肪酸在質(zhì)體中的從頭合成過程、在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的修飾過程和甘油三脂的組裝過程。在植物體內(nèi)，脂肪酸的從頭合成(FAS)是在質(zhì)體內(nèi)進行的。脂肪酸合成的前體是乙酰CoA(acetyl-CoA)。它首先在乙酰CoA羧化酶(acetyl?coenzyme?A?carboxylase，ACCase)作用下合成丙二酰CoA(malonyl-CoA)，然后脂肪酸合成酶以丙二酰CoA為底物進行連續(xù)的聚合反應，以每次循環(huán)增加兩個碳的頻率合成酰基碳鏈，最后合成16至18碳的飽和脂肪酸。在質(zhì)體內(nèi)合成的游離脂肪酸被活化后運輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)，進行進一步的修飾(去飽和，脫氫，延長等)，最后形成甘油脂和膜脂。植物種子中TAG的生物合成是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行的。TAG合成的前體是甘油-3-磷酸和脂酰CoA，合成的過程共需要三種酰基轉(zhuǎn)移酶和一種磷酸水解酶，分別是甘油-3-磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶(GPAT)，溶血磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶(LPAT)，二脂酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶(DGAT)和磷脂磷酸水解酶(PAPase)(Barron等，Biochim?Biophys?Acta，60：329-337)。TAG的極性很低，因此能夠使油脂在脂肪體內(nèi)不斷積累。

目前，已發(fā)現(xiàn)的參與植物脂肪酸代謝調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子有WRI1、LEC1、FUS3和LEC2等(Focks等，1998，Plant?Physiology，18：91-101；Santos?Mendoza等，2005，F(xiàn)EBS?Letter，579：4666-4670；Wang等，2007，Planta，226：773-783；Mu等，2008，Plant?Physiology，148：1042-1054)。其中，WRI1編碼一個AP2/EREB轉(zhuǎn)錄因子蛋白，它可能是植物體內(nèi)由蔗糖向TAG轉(zhuǎn)化的一個關鍵的調(diào)節(jié)因子(Cernac等，2004，Plant?Journal，40：575-585)。LEC1屬于能結合啟動子中順式作用元件CCAAT盒的一類轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控胚胎的發(fā)生與種子成熟，同時可能對胚胎形成過程中胚胎儲存物的積累進行調(diào)控(Lotan等，1998，Cell，1998，93(7)：1195-1205；To等，2006，The?Plant?Cell，18(7)：1642-1651)。過量表達LEC1能大幅度增加轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗中的脂肪酸含量(Mu等，2008，Plant?Physiology，148：1042-1054)。FUS3和LEC2都是編碼了一個B3家族的轉(zhuǎn)錄因子，它們都是胚胎發(fā)育過程中的重要調(diào)控基因(Reidt等，2000，Plant?Journal，21：401-408；Stone等，2001，Proc?Natl?Acad?Sci?98：11806-11811)。fus3和lec2突變體的種子中，油脂含量都顯著降低(Wang等，2007，Planta，226：773-783；Santos?Mendoza等，2008，Plant?Journal，54：608-620)；過量表達FUS3和LEC2，都能使轉(zhuǎn)基因植物體內(nèi)的油脂含量增加(Santos?Mendoza等，2005，F(xiàn)EBS?Letter，579：4666-4670；Wang等，2007，Planta，226：773-783)。上述研究表明，在植物種子成熟過程中油脂積累的調(diào)控很大程度上是依賴胚胎發(fā)生過程中的重要調(diào)控因子來調(diào)控的。