[發明專利]甘藍型油菜脂肪酸轉運蛋白基因BnFAX6的鑒定及應用

有效

• 申請號: 202010182321.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111206037B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 李學寶;黃克林;田婧
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

本發明涉及甘藍型油菜脂肪酸轉運蛋白基因BnFAX6序列的鑒定及應用，涉及一個既能提高油菜產量又能提高油菜種子含油量的葉綠體脂肪酸轉運蛋白基因。BnFAX6基因包含3個外顯子和2個內含子，編碼一個含有119個氨基酸的蛋白質。BnFAX6基因在油菜油脂合成關鍵時期的種子中優勢表達。與野生型相比，過量表達BnFAX6轉基因油菜種子含油量顯著提高，這表明BnFAX6在油菜種子油脂合成過程中起重要作用。35S啟動子驅動的BnFAX6過量表達轉基因油菜與野生型相比還表現出植株高度變矮，側枝增多，產量大幅度提高的表型。綜上所述，本發明提供了一個在油菜高產高含油量育種中具有重要應用價值的功能基因。

技術領域：

本發明涉及一個既能提高油菜產量又能提高種子含油量的脂肪酸轉運蛋白基因BnFAX6的克隆與功能鑒定。

背景技術：

油菜是我國四大油料作物之一。菜籽油不僅是食用油的主要來源，還是解決全球能源短缺的重要原料作物。隨著世界人口的遞增，人們對食用油和生物柴油的需求量日益劇增。菜籽油是我國食用植物油的第一大來源，雖然我國油菜種植面積和總產量均占世界的30％左右，但由于人口眾多，每年的油菜籽進口量依然巨大。因此，提高油菜產量和種子含油量一直是油菜產業發展的研究方向和育種目標。

植物的分枝數是影響其植株結構和產量的重要因子。植物在生長過程中，其頂芽往往優先生長，而側芽常受到抑制，我們稱之為“頂端優勢”。目前關于頂端優勢現象產生的原因，還沒有肯定意見，其主要包括“生長素抑制學說”，“營養學說”和“營養調運”三大觀點。生長素抑制學說指出，植物頂端優勢是由于頂芽合成的生長素向下運輸過程中抑制了側芽的產生，隨后進一步發現其可能是通過影響側芽中細胞分裂素的濃度而造成的。營養學說認為，由于頂芽細胞生長迅速，代謝旺盛，因而優先享用由根部和葉片運來的營養物質，使側芽得不到充足的養分，從而生長受到抑制。營養調運學說則認為頂端分生組織的細胞生長活躍，代謝旺盛，合成大量激素，促使營養物質向頂芽調運，使側芽得不到足夠的營養物質而受到抑制。總之，植物地上株型是個復制的生物學現象，受多種因素調控，而營養物質通過改變資源分配，深刻地影響著地上株型。當植物光照充足，碳源大量積累，往往會產生更多側枝而使產量提高。脂質作為重要的能源物質和膜組成成分以及信號分子，與植物地上株型有著密切關聯。

提高油菜種子中油脂含量往往比提高其產量更有價值。油菜種子中油脂合成是一個復雜的生物學過程，涉及多個細胞器的酶促反應。糖酵解和丙酮酸代謝產物乙酰輔酶A在質體中合成脂肪酸，合成的脂肪酸需要轉運出葉綠體，在細胞質中形成脂酰輔酶A，然后運輸到內質網中，與甘油骨架一起合成三酰甘油，然后與油體蛋白共同組成油體。目前，在提高種子含油量的研究中，主要采取“推”和“拉”的手段。所謂的“推”是指增強碳源向脂肪酸的流動，從而提高含油量；而“拉”則是通過增加三酰甘油的組裝速度，使得含油量增加。但是，處于葉綠體膜上控制脂肪酸流動的“閥門”卻鮮有報道。

植物中FAX蛋白屬于Tmemb_14蛋白亞家族，具有典型的跨膜結構域。在哺乳動物中，與FAX同源的蛋白定位于線粒體膜上，其生物學功能未知。雖然在擬南芥中已有報道FAX1增加葉綠體中合成的脂肪酸向外運輸的速率，從而增加種子中油脂的積累，但是該類蛋白在油菜種子中的功能，以及其對油菜株型的影響尚不清楚。

發明內容：

本發明的目的在于提供一個新的油脂合成相關的脂肪酸轉運蛋白基因BnFAX6，對該基因進行克隆鑒定和功能分析，進而應用該基因提高油菜產量和含油量，創造油菜優良品種。