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bnwri1 coordinates fatty acid biosynthesis and photosynthesis pathways during oil accumulation in rapeseed

Journal of Integrative Plant Biology 2014年第6期56卷 582-593页

作者： Xue-Long Wu Zhi-Hong Liu Zhang-Hua Hu Rui-Zhi Huang Institute of Virology and Biotechnology Zhejiang Academy of Agricultural Sciences Key Laboratory of Plant Metabolic Engineering of Zhejiang Province

Photosynthesis in“green”seeds, such as rapeseed, soybean, and Arabidopsis, plays a substantial role in the improved efficiency of oil accumulation. However, the molecular mecha-nism underpinning the coordinated expression of fatty acid （FA） biosynthesis-and photosynthesis-related genes in such develop-ing seeds remains to be elucidated. Here, we found that seed-specific overexpression of bnwri1, a WRI1 homolog from rapeseed （Brassica napus cv. ZGY2）, results in enhanced chlorophyl content in developing seeds and increased oil content and seed mass in matured seeds. bnwri1 was co-expressed with BnBCCP and BnCAB, two marker genes of FA biosynthesis and photosynthesis during seed development, respectively. Over-expression of bnwri1 increased expression of both marker genes. Further, the nuclear-localized bnwri1 protein was found to act as a transcription activator. It could bind to the GT1-element and/or GCC-box, which are widespread in the upstream regions of genes involved in FA biosynthesis and photosynthesis pathways. Accordingly, bnwri1 could interact with promoters of BCCP2 and LHB1B2 in vivo. These results suggested that bnwri1 may coordinate FA biosynthesis and photosynthesis pathways in developing seeds via directly stimulating expression of GT1-element and/or GCC-box containing genes.

关键词： bnwri1 Brassica napus oil accumulation photosynthesis transcription factor

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高温胁迫抑制甘蓝型油菜(Brassica napus)籽粒灌浆期油分积累和光合作用

高温胁迫抑制甘蓝型油菜(Brassica napus)籽粒灌浆期油分积累和光...

引用

中国作物学会油料作物专业委员会第八次会员代表大会暨学术年会

作者：黄锐之刘智宏邢梅青杨勇吴学龙刘合芹浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所中国科学院分子植物科学卓越创新中心(中国科学院植物生理生态研究所) 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所

灌浆期高温严重影响油菜种子产量和含油量,其内在机制仍有待深入探索。我们的研究表明,高温胁迫抑制了甘蓝型油菜种子含油量和光合作用。高温导致油菜种子油脂积累下降,但糖含量提高,显示糖份进入三酰甘油合成的过程受阻。同时,高温胁... 详细信息

灌浆期高温严重影响油菜种子产量和含油量,其内在机制仍有待深入探索。我们的研究表明,高温胁迫抑制了甘蓝型油菜种子含油量和光合作用。高温导致油菜种子油脂积累下降,但糖含量提高,显示糖份进入三酰甘油合成的过程受阻。同时,高温胁迫使灌浆期油菜种子的光合作用、呼吸作用和光系统Ⅱ最大量子产量均受抑制。转录组分析表明,高温胁迫使强光响应相关基因上调,证明高温诱导了油菜种子的光抑制途径。bnwri1及其下游基因,包括脂肪酸从头合成途径的基因则受高温胁迫的抑制。此外,bnwri1基因在种子里的特异超表达不仅稳定了高温胁迫条件下油菜种子的油脂积累,也稳定其光合活性,进一步证明bnwri1在调控高温条件下的种子脂肪酸生物合成中起重要作用。综上,高温胁迫对光系统Ⅱ的破坏和对bnwri1介导的脂肪酸合成途径的抑制作用可能是其降低甘蓝型油菜种子含油量的主要原因。该研究为油菜高温耐受性的遗传改良提供了新的理论依据和策略。

关键词：油菜高温胁迫灌浆期含油量光合作用转录组 bnwri1

来源： cnki会议评论

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