[發明專利]與植物脂肪酸代謝相關的基因PfDGAT2、表達載體、構建方法及應用

有效

• 申請號: 201811195464.7
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109266627B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 王計平;周雅莉;任文燕;李潤植;安茜;段露露;郝月茹
• 申請（專利權）人: 山西農業大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/81;C12N15/66;A01H5/00;A01H6/50
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

本發明屬于分子生物學領域，具體涉及一種與植物脂肪酸代謝相關的基因PfDGAT2、表達載體、構建方法及應用。所述基因PfDGAT2的核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示，該基因PfDGAT2與紫蘇等油料作物種子中脂肪酸代謝途徑相關，在種子油脂合成積累過程中能夠特異性選擇α?亞麻酸分子，并將其轉移整合到TAG分子上。

技術領域

本發明屬于分子生物學領域，具體涉及一種與植物脂肪酸代謝相關的基因PfDGAT2、表達載體、構建方法及應用。

背景技術

紫蘇(Perilla frutescens(L.)Britt.)系唇形科紫蘇屬一年生草本植物，適應性較強，是我國衛生部首批頒布的既是食品又是藥品的60種中藥植物之一。紫蘇種子出油率高達45％～55％，并且含有豐富的不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸含量達60％以上。α-亞麻酸(a-Linolenic Acid，簡稱ALA)，又稱為n-3(omega-3)多不飽和脂肪酸，是一種對人類健康極為重要的ω-3脂肪酸，在人體內參與磷脂的合成和代謝，研究發現α-亞麻酸對人腦神經功能及視網膜功能具有高度的保護作用，可以預防心血管疾病及冠心病等。人類健康計劃建議每天食用2～3克α-亞麻酸可以有效預防心血管等疾病。綜上所述，紫蘇種子油既可以為人類提供基本的脂肪酸營養，還具有特殊的保健功效和醫藥價值，有效預防心腦血管疾病，提高記憶力和思維能力，延緩大腦衰老，是一種理想的保健食用油。

植物種子油主要成分是三酰甘油(TAG)。植物發育種子中，在脂肪酸合成等酶分子作用下，生成不同的脂肪酸。這些脂肪酸再經過酰基轉移酶的催化，其脂肪酸長鏈(酰基)分別結合于3-磷酸甘油分子的sn-1、sn-2和sn-3位置，形成TAG。要提高某種脂肪酸在種子油中含量，不僅要合成足量的該脂肪酸，而且該脂肪酸還要能及時有效地轉移整入TAG分子中。有關植物種子脂肪酸合成積累機制及代謝工程的研究已經成為當今植物油脂化學與分子生物學，生物技術和油料作物遺傳育種研究的重點研究領域。目前，對普通油料作物和一些含有珍稀脂肪酸的野生植物的脂肪酸合成途徑已進行了大量研究，相繼鑒定和克隆了參與脂肪酸生物合成積累及其調控的一些重要基因，并應用基因工程對普通油料作物種子油中脂肪酸成分的遺傳修飾進行了許多有益嘗試，取得了一些可喜的成果。盡管如此，植物脂肪酸合成積累及調控機制還有許多未解之謎，也未見有關紫蘇α-亞麻酸生物合成積累及調控機制的詳盡研究報道。

不少研究表明，參與TAG形成最后一步酰基化反應的酶分子是目標脂肪酸及總脂類合成積累的限速酶，有三個酰基轉移酶參與最后一步酰基化反應，即二酰甘油酰基轉移酶(DGAT1/2)催化脂酰CoA分子中的脂酰基(如Ala)轉移到二酰甘油(DAG)分子的sn-3位置，生成TAG。DGATs對某種脂肪酸底物選擇性高低決定著該脂肪酸在種子油中的積累量。另一種參與TAG形成最后一步反應的酶是磷脂：二酰甘油酰基轉移酶(PDAT)，PDAT可直接將結合于PC分子的脂酰基(如Ala)轉移到DAG分子中，進而生成TAG。近年來有研究報道，過表達AtDGAT1基因的野生型擬南芥油脂含量明顯增加，過表達DGAT1基因的玉米可明顯提高種子和胚含油量，而在蓖麻和油桐種子發育過程中，DGAT2的表達水平高于DGAT1，這表明DGAT2在這些植物TAG的合成積累中發揮重要作用。

現有技術存在的問題是，在紫蘇等植物種子高水平積累α-亞麻酸機制中參與TAG生物合成的基因及其功能目前尚不清楚。

發明內容

本發明提供的一種與植物脂肪酸代謝相關的基因PfDGAT2、表達載體、構建方法及應用，該基因PfDGAT2與紫蘇等油料作物中植物脂肪酸的代謝途徑相關，能夠特異性選擇α-亞麻酸分子，并將其轉移整合到TAG分子上。

本發明的第一個目的是提供一種與植物脂肪酸代謝相關的基因PfDGAT2，所述基因PfDGAT2的核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示，該基因與植物脂肪酸代謝相關。

本發明的第二個目的是提供一種含有基因PfDGAT2的酵母表達載體。