[發明專利]NF-YA5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

• 申請號: 201210009892.2
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102586322A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 左建儒;牟金葉
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種NF-YA5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體中的從頭合成過程、在內質網中的修飾過程和甘油三脂的組裝過程。在植物體內，脂肪酸的從頭合成(FAS)是在質體內進行的。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為底物進行連續的聚合反應，以每次循環增加兩個碳的頻率合成?；兼?，最后合成16至18碳的飽和脂肪酸。在質體內合成的游離脂肪酸被活化后運輸到內質網，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的生物合成是在內質網中進行的。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?；D移酶和一種磷酸水解酶，分別是甘油-3-磷酸?；D移酶(GPAT)，溶血磷脂酸?；D移酶(LPAT)，二脂酰甘油酰基轉移酶(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不斷積累。

目前，已發現的參與植物脂肪酸代謝調控的轉錄因子有WRI1、LEC1、FUS3和LEC2等(Focks等，1998，Plant?Physiology，18：91-101；Santos?Mendoza等，2005，FEBS?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轉錄因子蛋白，它可能是植物體內由蔗糖向TAG轉化的一個關鍵的調節因子(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盒的一類轉錄因子，調控胚胎的發生與種子成熟，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家族的轉錄因子，它們都是胚胎發育過程中的重要調控基因(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，都能使轉基因植物體內的油脂含量增加(Santos?Mendoza等，2005，FEBS?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控很大程度上是依賴胚胎發生過程中的重要調控因子來調控的。