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海甘蓝发育种子中FAE1的表达模式与芥酸积累

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华北农学报 2024年第3期39卷 35-42页

作者：胡馨月王津聂婉虹龚超许本波张学昆赵福永长江大学生命科学学院湖北荆州434025 长江大学农学院湖北荆州434025

为了探究海甘蓝控制超长链脂肪酸合成的关键基因FAE1的表达模式及其对发育种子中芥酸合成的影响,针对已克隆的5个FAE1同源基因(CaFAE1-1~CaFAE1-5),以苗期根、茎、叶及不同发育时期(花后5~25 d)的种子为材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-P... 详细信息

为了探究海甘蓝控制超长链脂肪酸合成的关键基因FAE1的表达模式及其对发育种子中芥酸合成的影响,针对已克隆的5个FAE1同源基因(CaFAE1-1~CaFAE1-5),以苗期根、茎、叶及不同发育时期(花后5~25 d)的种子为材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其表达模式;并采用气相质谱技术(GC-MS)检测不同发育时期种子中的脂肪酸相对含量,重点探讨不同CaFAE1基因表达量与种子芥酸含量的相关性。结果表明,相对种子而言,5个CaFAE1基因在根、茎、叶组织中的表达水平极低;而在花后5~25 d种子中,CaFAE1-3的表达量均为最高,且随种子发育进程呈逐渐升高趋势;其他4个CaFAE1基因的表达量均呈先升后降趋势,均于花后20 d达到最高值,随后CaFAE1-5和CaFAE1-4表达量迅速下降。GC-MS分析结果表明,花后5~15 d种子中,长链饱和脂肪酸C16∶0和C18∶0及单不饱和脂肪酸C18∶1相对含量均显著高于超长链脂肪酸含量,随后其含量快速下降,表明CaFAE1以C18∶0和C18∶1为底物的脂肪酸碳链延长主要发生在花后15 d及以后,且终产物主要为C22∶0和C22∶1。CaFAE1基因表达量与脂肪酸组分含量相关性分析结果表明,在花后5~25 d种子中,5个CaFAE1的表达量均与超长链脂肪酸含量呈正相关,且CaFAE1-1、CaFAE1-2和CaFAE1-3与芥酸相对含量呈显著或极显著正相关。由此推测,多拷贝、高活性FAE1的高水平表达可能是海甘蓝种子中芥酸含量高的主要成因。

关键词：海甘蓝发育种子芥酸 FAE1 表达模式实时荧光定量PCR

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氮磷调控对高芥酸油菜产量和品质的影响

南京农业大学学报 2024年第4期47卷 635-642页

作者：杨国星张敏杨国涛陈虹张国豪刘倩王汝丹王学春胡运高西南科技大学生命科学与工程学院水稻研究所四川绵阳621010 四川国豪种业股份有限公司四川绵阳621023

[目的]本试验通过研究不同氮磷肥互作处理下高芥酸油菜的产量和品质,以期探明适应高芥酸油菜品种稳产提质的氮磷肥施用处理。[方法]以高芥酸型油菜‘绵油309’为试验材料,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、60 kg·hm^(-2)(N1)、120 kg·hm^(-... 详细信息

[目的]本试验通过研究不同氮磷肥互作处理下高芥酸油菜的产量和品质,以期探明适应高芥酸油菜品种稳产提质的氮磷肥施用处理。[方法]以高芥酸型油菜‘绵油309’为试验材料,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、60 kg·hm^(-2)(N1)、120 kg·hm^(-2)(N2)、180 kg·hm^(-2)(N3)4个氮肥水平和0 kg·hm^(-2)(P0)、45 kg·hm^(-2)(P1)、90 kg·hm^(-2)(P2)、120 kg·hm^(-2)(P3)4个磷肥水平,共16个处理,比较不同氮磷水平对高芥酸油菜产量及品质的影响。[结果]氮磷肥通过影响单株角果数、每角果粒数和千粒重进而影响油菜产量,2020年和2021年均在N3P2处理下产量达到最大值,2020年最大值为2848.7 kg·hm^(-2),比最小值(929.4 kg·hm^(-2))增产206.5%,2021年最大值为2908.3 kg·hm^(-2),比最小值(927.4 kg·hm^(-2))增产213.6%。2020和2021年在N3P2处理下菜籽油产量最高达1144.0、1353.1 kg·hm^(-2),芥酸产量最高分别为582.5、685.8 kg·hm^(-2)。氮肥对高芥酸油菜的含油量具有极显著影响,2年均在N2条件下含油量最高(41%~42%);氮磷肥对菜籽油中芥酸含量均具有极显著影响,2年均在N2P2处理下达到最大值55.0%。[结论]合理的施用氮肥和磷肥能够显著提高油菜的产量和品质,从而达到增产增收的目的。在生产过程中‘绵油309’作为芥酸加工型油菜,当施氮量为180 kg·hm^(-2)和施磷量为90 kg·hm^(-2)时可以实现较高的产量和较好的品质。

关键词：油菜氮肥磷肥产量构成芥酸脂肪酸

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干旱环境下油菜籽粒芥酸含量相关的QTL定位分析

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干旱地区农业研究 2024年

作者：党林学董小云郑国强王莹王小霞巩永杰魏家萍崔俊美武泽峰方彦赵彩霞刘自刚省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院西藏自治区农牧科学院农业研究所庄浪县农技推广中心

为探讨干旱环境下冬油菜籽粒品质(脂肪酸含量和硫苷)分子遗传机理,以17NTS57(高芥酸)×CY12PXW-6-1(低芥酸)的衍生后代F1、F2、F2∶3等群体为材料,结合天水和定西试点籽粒品质表型,进行干旱环境下籽粒芥酸的遗传定位及选择标记开发。结... 详细信息

为探讨干旱环境下冬油菜籽粒品质(脂肪酸含量和硫苷)分子遗传机理,以17NTS57(高芥酸)×CY12PXW-6-1(低芥酸)的衍生后代F1、F2、F2∶3等群体为材料,结合天水和定西试点籽粒品质表型,进行干旱环境下籽粒芥酸的遗传定位及选择标记开发。结果表明:利用F2∶3群体在两个试点共检测到油菜芥酸含量QTL位点7个,其中天水试点检测到4个,定西试点检测到3个。天水试点检测到2个主效QTL,即qEATC08.2、qEATC09,分别分布在C08、C09染色体,其表型贡献率在20%以上;qEATA10(天水)和qEADA10(定西)被定位到A10染色体相同区间,在两个试点的表型贡献分别为10.42%和12.70%;qEATC09和qEADC09被定位在C09染色体相同区间,两个试点的表型贡献率分别为20.00%和19.34%,为共定位主效QTL。3个QTL(qEATC08.1(天水)、qEATC08.2(天水)、qEADC07(定西))仅各在一个试点被检测到,其中2个微效修饰位点(qEATC08.1和qEADC07)具有正向加性效应。在A10和C09染色体上定位的qEA.A10和qEA.C09的主效QTL,这些标记可用于干旱条件下油菜籽粒芥酸含量改良的分子标记辅助选择。

关键词：冬油菜干旱环境芥酸 QTL定位

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硼肥对油菜产量与品质的影响

安徽农学通报 2024年第13期30卷 23-26页

作者：张鑫曹忆宁铜陵市义安区农业技术推广中心安徽铜陵244100 铜陵市义安区农业农村局安徽铜陵244100

本文介绍了硼肥的种类特性、施用方式,探讨了硼肥对油菜产量和品质的影响,阐述了硼在油菜品质形成过程中的作用机制。硼肥类型包括硼砂、硼酸、硼镁肥、硼矿石粉、有机硼和液体硼肥等;其施用方式包括基施、浸种、叶面喷施和配合施肥等... 详细信息

本文介绍了硼肥的种类特性、施用方式,探讨了硼肥对油菜产量和品质的影响,阐述了硼在油菜品质形成过程中的作用机制。硼肥类型包括硼砂、硼酸、硼镁肥、硼矿石粉、有机硼和液体硼肥等;其施用方式包括基施、浸种、叶面喷施和配合施肥等多种方式;施用硼肥在油菜生长全过程均有促进作用,且能够提高油菜籽的产油量和饼粕蛋白质量,降低油菜硫苷和芥酸含量。研究结果为改良油菜农艺性状,改善油菜品质提供参考。

关键词：硼肥油菜油菜产量硫苷芥酸

文冠果油神经酸乙酯对脱髓鞘小鼠脂肪酸、血脂的影响

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食品安全质量检测学报 2024年第2期15卷 235-242页

作者：陈方会杜俊民张芳荣贺文彬李钦青李春江胡美变山西中医药大学中药与食品工程学院晋中030619 山西中医药大学中医脑病山西省重点实验室晋中030619

目的探究文冠果油神经酸乙酯对双环己酮草酰二腙(cuprizone,CPZ)诱导的脱髓鞘小鼠脂肪酸、血脂的影响。方法SPF级雌性昆明小鼠50只,除空白组(KO)外,通过在饲料中加入0.25%CPZ饲喂雌性昆明小鼠造模并分为模型组(CPZ)、神经酸乙酯低剂量组... 详细信息

目的探究文冠果油神经酸乙酯对双环己酮草酰二腙(cuprizone,CPZ)诱导的脱髓鞘小鼠脂肪酸、血脂的影响。方法SPF级雌性昆明小鼠50只,除空白组(KO)外,通过在饲料中加入0.25%CPZ饲喂雌性昆明小鼠造模并分为模型组(CPZ)、神经酸乙酯低剂量组(NA-L,0.001912 mL/g)、神经酸乙酯中剂量组(NA-M,0.003824 mL/g)、神经酸乙酯高剂量组(NA-H,0.007648 mL/g),持续5周至实验结束。于造模2周后开始给药至第5周结束后取材,并通过气相色谱仪、血脂仪分别检测文冠果油神经酸乙酯对CPZ诱导的脱髓鞘小鼠脑组织、肝脏、心脏、血清、粪便里的脂肪酸含量及血液中血脂水平的影响。结果与KO组相比,CPZ组脱髓鞘小鼠脑组织、肝脏、心脏中神经酸、芥酸含量显著下降(P芥酸,NA-L、NA-M、NA-H组小鼠血清、粪便中含有一定量的神经酸和芥酸;与KO组相比,CPZ组血脂升高;与CPZ组相比,NA-L、NA-M、NA-H组均可降低血液中的甘油三酯(triglyceride,TG)含量,升高高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)含量。结论在饲料中添加0.25%CPZ诱导小鼠脱髓鞘会导致小鼠血脂升高,降低小鼠体内神经酸、芥酸含量,脱髓鞘疾病与神经酸的积累有关,脱髓鞘疾病会导致神经酸的供应受损。在这种情况下,文冠果油神经酸乙酯提取物能够增加脱髓鞘小鼠体内神经酸及芥酸含量,提高脑组织不饱和脂肪酸含量,调节脱髓鞘小鼠血脂水平。此外,神经酸、芥酸参与脱髓鞘小鼠体内代谢,并在小鼠体内共存,文冠果油神经酸乙酯提取物可作为脱髓鞘小鼠补充神经酸的外源性物质。

关键词：文冠果油神经酸乙酯芥酸脂肪酸脱髓鞘

十字花科植物芥酸合成基因FAE1-closest的克隆及功能分析

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植物资源与环境学报 2023年第3期32卷 45-51页

作者：王月薛佳宇周广灿杭悦宇孙小芹江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014 南京农业大学江苏南京210095 菏泽学院山东菏泽274015

对十字花科(Brassicaceae)中具代表性的高、低芥酸植物的FAE1-closest基因进行扩增,并对其编码的氨基酸序列进行序列比对;基于FAE1-closest氨基酸序列构建遗传关系树;将具有代表性的FAE1-closest基因在酵母中进行转化,比较不同植物来源... 详细信息

对十字花科(Brassicaceae)中具代表性的高、低芥酸植物的FAE1-closest基因进行扩增,并对其编码的氨基酸序列进行序列比对;基于FAE1-closest氨基酸序列构建遗传关系树;将具有代表性的FAE1-closest基因在酵母中进行转化,比较不同植物来源的该基因调控芥酸合成能力的差异。结果显示:十字花科高、低芥酸植物FAE1-closest基因编码的氨基酸序列主要有A和B 2种类型,其对应的编码区全长分别约为1461和1389 bp,且B类型的氨基酸序列仅出现在高芥酸植物中;比较氨基酸序列的变异位点发现,高、低芥酸植物中共存在150个变异位点,高芥酸植物中第320位的氨基酸为赖氨酸(K),低芥酸植物中该位点为苏氨酸(T)。遗传关系树显示:12种芥酸植物可聚为Ⅰ和Ⅱ2个分支,大部分高芥酸植物的FAE1-closest氨基酸序列聚在分支Ⅰ;高芥酸植物银扇草(Lunaria annua Linn.)以及低芥酸植物涩荠〔Malcolmia africana(Linn.)R.Br.〕、鸟头荠〔Euclidium syriacum(Linn.)R.Br.〕和四齿芥〔Tetracme quadricornis(Stephan)Bunge〕的FAE1-closest氨基酸序列聚在分支Ⅱ。酵母转化实验结果显示:蔓菁(Brassica rapa Linn.)和洋基芥(Brassica tournefortii Gouan)的FAE1-closest基因转酵母产物中检测到了芥酸,涩荠、鸟头荠、四齿芥和银扇草的FAE1-closest基因转酵母产物中均未检测到芥酸,说明只有部分十字花科植物的FAE1-closest基因与芥酸合成相关。综上所述,低芥酸植物来源的FAE1-closest基因均不能合成芥酸,部分高芥酸植物来源的FAE1-closest基因能合成芥酸,不同十字花科植物中的FAE1-closest基因在芥酸合成过程中发挥作用的程度不同;FAE1-closest基因是否为芥酸合成过程中的主效基因,有待进一步验证。

关键词：十字花科芥酸 FAE1-closest基因克隆功能分析

芥菜型油菜种子中神经酸、芥酸和油酸含量的遗传分析

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中国油料作物学报 2023年

作者：范一铭吴金锋李洪戈李浩陈碧云闫贵欣蔡光勤伍晓明中国农业科学院棉花研究所中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室湖南科技大学生命科学与健康学院

神经酸等有益脂肪酸对人体健康具有重要作用。芥菜型油菜作为神经酸潜力来源，是具有高品质的功能型油料作物。为探究芥菜型油菜神经酸等重要脂肪酸的遗传规律，本文以芥菜型油菜高神经酸种质JH1和低神经酸种质JL4为亲本，创制遗传分析... 详细信息

神经酸等有益脂肪酸对人体健康具有重要作用。芥菜型油菜作为神经酸潜力来源，是具有高品质的功能型油料作物。为探究芥菜型油菜神经酸等重要脂肪酸的遗传规律，本文以芥菜型油菜高神经酸种质JH1和低神经酸种质JL4为亲本，创制遗传分析世代(P1、P2、F1/RF1、B1/RB1、B2/RB2、F2/RF2)，测定各世代种子的脂肪酸含量，对神经酸、芥酸和油酸含量进行相关性分析和遗传分析。结果发现，油酸与芥酸、神经酸呈极显著负相关(P芥酸极显著正相关(P芥酸含量分别为(47.644±2.343)%和(0.000±0.000)%，油酸含量分别为(8.853±1.963)%和(48.649±3.395)%，亲本之间存在显著差异。F1和RF1的三种脂肪酸含量介于两个亲本之间，分离世代的表型分布广泛。遗传分析表明：三种脂肪酸含量的加性效应较强，其最佳遗传模型均为MX2-ADI-ADI(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因)。B2/RB2和F2/RF2中三种脂肪酸的遗传都以主基因为主，遗传率较高，环境影响小。B1和RB1的神经酸和芥酸以主基因或多基因遗传为主，环境影响小，油酸受环境影响较大。本文结果为高神经酸芥菜型油菜品质育种提供了理论依据。

关键词：芥菜型油菜神经酸芥酸油酸主基因+多基因遗传模型

固定化脂肪酶TLIM催化制备低芥酸文冠果甘油酯

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粮油食品科技 2022年第3期30卷 75-80页

作者：徐春晖王瑶杜俊民山西中医药大学中药与食品工程学院山西晋中030619

以固定化脂肪酶TLIM作为催化剂,以文冠果油为原料进行水解反应制备低芥酸文冠果甘油酯。通过单因素实验考察了酶添加量、反应时间、反应温度、水油摩尔比对水解反应的影响,并采用正交实验对酶水解反应条件进行了优化。结果表明:固定化... 详细信息

以固定化脂肪酶TLIM作为催化剂,以文冠果油为原料进行水解反应制备低芥酸文冠果甘油酯。通过单因素实验考察了酶添加量、反应时间、反应温度、水油摩尔比对水解反应的影响,并采用正交实验对酶水解反应条件进行了优化。结果表明:固定化脂肪酶TLIM催化制备低芥酸文冠果甘油酯的最佳反应条件为酶添加量(质量分数)5%、反应温度45℃、反应时间5 h、水油摩尔比30∶1,在该条件下文冠果甘油酯中的芥酸含量达到4.86%。证明了文冠果油的芥酸分布在甘油三酯1,3位上,神经酸含量保持在1%左右。

关键词：文冠果油芥酸正交实验脂肪酶神经酸

不同超长链脂肪酸延长酶基因FAE1芥酸合成功能的比较

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植物遗传资源学报 2023年第2期24卷 569-583页

作者：韩凤英王津胡馨月徐劲松许本波张学昆赵福永长江大学生命科学学院湖北荆州434025 长江大学农学院湖北荆州434025 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

植物芥酸是在以FAE1(Fatty acid elongase 1)编码的β-酮脂酰-CoA合酶为关键限速酶的多酶复合体的催化下合成的,主要以TAG形式储存于种子中,是一种重要的油脂化工原料。不同植物来源的FAE1基因序列差异是导致其芥酸合成能力差异的根本... 详细信息

植物芥酸是在以FAE1(Fatty acid elongase 1)编码的β-酮脂酰-CoA合酶为关键限速酶的多酶复合体的催化下合成的,主要以TAG形式储存于种子中,是一种重要的油脂化工原料。不同植物来源的FAE1基因序列差异是导致其芥酸合成能力差异的根本原因。为分离和鉴定芥酸高合成能力的FAE1,本研究采用同源克隆法从油菜、海甘蓝、旱金莲和荷包蛋花等4种植物中克隆获得了12条正常编码的FAE1基因序列,并分别构建表达载体在酵母中进行诱导表达和芥酸含量比较分析。结果表明,源于不同植物的12条FAE1基因cDNA序列一致性介于52.1%~99.9%,氨基酸序列一致性介于49.9%~99.8%,FAE1基因具有明显的种属特性。酵母表达及GC-MS分析结果表明,源于绵油328、海甘蓝和荷包蛋花的8个FAE1基因具有超长链脂肪酸合成能力,其中CaFAE1-3合成芥酸能力最强(4.82%),其次为GjFAE1-1(4.53%),LdFAE1合成芥酸能力最弱(0.29%);CaFAE1-3对C20∶1转化率可达95.39%,在高芥酸育种领域具有极大的应用潜力。另外4个源自阳光80和旱金莲的FAE1基因均不具有芥酸合成功能,因为GyFAE1-2、TmFAE1-1和TmFAE1-2在保守的半胱氨酸或(和)组氨酸位点存在突变,而GyFAE1-1存在1个R395K突变,导致酶活丧失。本研究增进了对FAE1基因结构与功能之间关系的认识,为油菜和海甘蓝的高芥酸育种及芥酸性状基因工程改良提供了科学依据。

关键词： FAE1 超长链脂肪酸芥酸生物合成酵母表达