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猕猴桃fad基因家族鉴定及其在采后成熟过程的表达分析

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果树学报 2024年

作者：杨彩宁张雨培杨聪聪陈金印甘增宇果蔬贮藏与保鲜江西省重点实验室.江西农业大学

【目的】分离并鉴定猕猴桃fad基因家族成员，探究fad基因在猕猴桃采后成熟的表达模式及其与香气物质合成前体不饱和脂肪酸变化的关系。【方法】利用生物信息学方法鉴定并分析猕猴桃fad基因家族成员，采用质构仪和气相色谱仪测定硬度和... 详细信息

【目的】分离并鉴定猕猴桃fad基因家族成员，探究fad基因在猕猴桃采后成熟的表达模式及其与香气物质合成前体不饱和脂肪酸变化的关系。【方法】利用生物信息学方法鉴定并分析猕猴桃fad基因家族成员，采用质构仪和气相色谱仪测定硬度和脂肪酸含量，借助实时荧光定量PCR验证fad在采后成熟过程中的表达特性。【结果】在红阳猕猴桃基因组中共鉴定出了26个fad基因，分为6个亚族；该家族大多为碱性蛋白，大部分定位于内质网中；这些成员不均匀地19条不同的染色体上，种内共有9对串联重复基因和22对片段重复基因；在其启动子区域上发现大量的光响应元件、植物激素响应元件、逆境胁迫响应元件和生长发育相关元件；表达模式分析和qPCR验证实验都显示Acfad2.2表达量都是随着成熟而不断显著上调；采后成熟过程中单不饱和脂肪酸（油酸）含量不断显著下降，双不饱和脂肪酸（亚油酸）含量则不断显著提高，多不饱和脂肪酸（亚麻酸）含量在成熟早期和中期无显著差别，而在后期含量显著降低；猕猴桃采后硬度出现快速下降，存在明显的后熟过程，此过程会形成特征香气酯类物质，而亚油酸又是酯类香气物质合成的主要前体物质。【结论】共鉴定了26个猕猴桃fad基因成员，并筛选出了1个诱导猕猴桃采后成熟过程中亚油酸合成和积累的关键酶基因Acfad2.2，亚油酸含量的增加伴随着猕猴桃后熟散发特征性香气，为进一步探究fad基因参与猕猴桃采后成熟过程中不饱和脂肪酸转化和香气合成的生物学功能提供参考依据。

关键词：猕猴桃 fad基因家族不饱和脂肪酸香气合成基因表达

澳洲坚果fad基因家族的全基因组鉴定与表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：王润轩薛彬娥侯晨何波祥张谦汪迎利连辉明梁东成仲恺农业工程学院园艺园林学院广东省林业科学研究院

脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase， fad)是一种调控不饱和脂肪酸合成的重要酶，但fad酶在果仁富含不饱和脂肪酸的澳洲坚果(Macadamia integrifolia Maiden & Betche)中鲜有报道。本文基于澳洲坚果全基因组鉴定其fad基因家族成员... 详细信息

脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase， fad)是一种调控不饱和脂肪酸合成的重要酶，但fad酶在果仁富含不饱和脂肪酸的澳洲坚果(Macadamia integrifolia Maiden & Betche)中鲜有报道。本文基于澳洲坚果全基因组鉴定其fad基因家族成员，对其理化性质、进化关系及基因结构等进行分析；通过对不同组织器官和果仁不同发育阶段转录组的数据分析，研究澳洲坚果fad基因的表达特征。结果表明：澳洲坚果基因组共有23个fad基因家族成员，氨基酸数目为245～677个，分子量为27.81～78.68 kD，等电点为6.05 ～ 9.49。除第4、11及14号染色体外，其余染色体上均有澳洲坚果fad基因家族成员分布。根据系统进化分析的结果，将澳洲坚果fad基因家族划分为6个亚家族。不同亚家族在澳洲坚果果仁5个不同发育阶段及不同组织器官(花、叶、茎、根和果)的表达模式不一。其中MiFAB2.3、MiFAB2.4、MiFAB2.5、MiADS1及MiDSD1在果仁中表达上调，蛋白互作预测结果显示这5个基因的同源基因与不饱和脂肪酸代谢相关。本研究结果为后续深入研究澳洲坚果fad基因家族的功能提供了理论参考。

关键词：澳洲坚果 fad基因家族系统进化表达模式分析

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毛竹fad基因家族鉴定与综合分析

分子植物育种 2023年

作者：章妮王欢李绍峰朱丽君孙健深圳职业技术学院城市生态与环境技术研究院深圳职业技术学院材料与环境工程学院

脂肪酸去饱和酶在植物生长发育过程中起着至关重要的调控作用，也与植物对逆境的耐受性密切相关。为了解毛竹fads的结构及表达特征，本研究通过生物信息学的方法在毛竹基因组中鉴定出了42个Pefad基因家族成员。进一步分析结果表明，PeF... 详细信息

脂肪酸去饱和酶在植物生长发育过程中起着至关重要的调控作用，也与植物对逆境的耐受性密切相关。为了解毛竹fads的结构及表达特征，本研究通过生物信息学的方法在毛竹基因组中鉴定出了42个Pefad基因家族成员。进一步分析结果表明，Pefads氨基酸序列长度范围为351～1 386之间，外显子数为1～9个，且80%的成员外显子数在1～3个。毛竹fad基因家族成员与拟南芥、水稻、小麦及大豆的fads聚为五个亚家族，同一亚家族的成员保守基序高度相似。亚细胞定位结果显示Pefads主要定位于叶绿体上，部分定位于内质网或质膜，这也与聚类结果一致。顺式作用元件预测结果表明Pefads主要参与了毛竹生长发育过程中的激素调节及应激反应过程。茎秆发育过程中的转录组测序结果表明Pefad基因家族成员的表达模式不同，Pefad4、Pefad7、Pefad29、Pefad30、Pefad34、Pefad36、Pefad43这7个成员在毛竹茎秆正常的发育过程中起着主要作用。研究结果可为进一步揭示毛竹fad基因家族的功能及其对非生物胁迫的响应机制提供一定的理论依据。

关键词：毛竹 fad基因家族表达模式生物信息学分析

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亚麻fad基因家族的生物信息学鉴定分析

寒旱农业科学 2023年第3期2卷 246-253页

作者：侯静静赵利王斌甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070

不饱和脂肪酸为人体提供基本代谢所必需的能量,须从膳食中补充。脂肪酸去饱和酶fad(fatty acid desaturase)是植物不饱和脂肪酸合成途径中的关键酶,植物体内脂肪酸的各组分比例和不饱和度与fad的去饱和作用息息相关。为探究亚麻fad基因... 详细信息

不饱和脂肪酸为人体提供基本代谢所必需的能量,须从膳食中补充。脂肪酸去饱和酶fad(fatty acid desaturase)是植物不饱和脂肪酸合成途径中的关键酶,植物体内脂肪酸的各组分比例和不饱和度与fad的去饱和作用息息相关。为探究亚麻fad基因家族的表达与进化,为其在亚麻高品质育种中的应用提供理论依据。运用生物信息学方法对亚麻全基因组fad基因家族的43个Lufads基因进行分析。结果显示,该家族成员编码的蛋白质大小为152~453个氨基酸,大部分为碱性不稳定亲水蛋白。与拟南芥fads蛋白序列构建系统发育树,可分为4个主要亚家族:Δ12/ω-3去饱和酶、“前端”去饱和酶、Δ7/Δ9去饱和酶和SAD去饱和酶。保守结构域和外显子-内含子结构分析得出,同一亚组中的家族成员具有较为相似的基因结构。染色体定位分析呈随机性分布。亚细胞定位预测得出,叶绿体上的家族成员最多。启动子顺式作用元件分析发现,该家族成员中抗氧化反应元件(ARE)数量最多。

关键词：亚麻 fad基因家族生物信息学分析

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三角褐指藻脂肪酸去饱和酶基因家族分析及高产EPA藻株的选育

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三角褐指藻脂肪酸去饱和酶基因家族分析及高产EPA藻株的选育

作者：叶浩盈福建师范大学

学位级别：硕士

三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）是一种无异味、易于培养、繁殖快且二十碳五烯酸（EPA）含量丰富的海洋微藻,而EPA在增强人体免疫力、降低血脂、血压等方面有着显著的作用,因此以高产EPA的三角褐指藻作为工业藻株是未来工业发... 详细信息

三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）是一种无异味、易于培养、繁殖快且二十碳五烯酸（EPA）含量丰富的海洋微藻,而EPA在增强人体免疫力、降低血脂、血压等方面有着显著的作用,因此以高产EPA的三角褐指藻作为工业藻株是未来工业发展的新趋势。本研究希望通过分子生物学的方法及常压室温等离子体诱变（ARTP）的方式筛选出高产EPA的三角褐指藻藻株,为工业化提取EPA提供科学依据和可利用的藻株。通过对藻株（FACHB-863）进行形态学与分子生物学鉴定,最终判断该藻株为三角褐指藻。利用涂布、划线法,毛细吸管分离法,再结合抗生素除菌方法,获得无菌藻株。比较液体保藏、固-液双相保藏、低温甘油保藏几种方法的保藏效果,固-液双相保藏效果最好,低温保藏最差,且低浓度保护剂保藏的细胞未能存活。从TAIR中下载拟南芥fad基因家族,Blast比对筛选出三角褐指藻的fad基因,共鉴定出15个家族基因。参与脂肪酸合成的去饱和酶基因分别有Δ4、Δ5、Δ6和Δ12,其中,Δ5去饱和酶基因位于11号染色体上并且是参与EPA合成途径中的关键酶基因,所以利用生物信息学对其所编码的蛋白（ptd5α）进行理化性质分析研究。对ptd5α进行分析时发现该蛋白较为稳定,属于亲水性蛋白。ptd5α蛋白有4个跨膜结构域,存在较多潜在的磷酸化位点,说明这些蛋白在与其他酶类蛋白互作过程中可能会改变其磷酸化状态,从而对其生物活性及功能进行调节。本论文针对提高三角褐指藻EPA产量展开了研究。首先对多不饱和脂肪酸合成途径中位于EPA上游的关键酶基因Δ5去饱和酶进行克隆;其次,构建重组质粒p Pha-T1-Δ5导入三角褐指藻中进行过表达;最后,通过ble抗性筛选以及PCR测序验证,筛选出了三株突变藻株（5D1、5D2、5D3）。通过一系列生理生化指标的测定,虽然突变藻株与野生藻株（WT）生长周期差异不显著,但脂肪酸的含量却有显著的提高,尤其是5D1、5D2、5D3三株突变藻株的EPA含量比野生藻株分别提高了24.2%、20.4%、30.9%。荧光定量PCR检测表明突变藻株5D1的Δ5去饱和酶基因的相对表达量较WT提高了61.5%,5D2、5D3藻株的Δ5去饱和酶基因的相对表达量较WT都提高了85.3%。将3株突变藻株与野生藻株基因组重测序发现,各组的In Del和SNP变异情况存在1-4个差异基因。对三角褐指藻野生藻株进行ARTP诱变处理,经初筛和复筛,筛选出4株诱变藻株SJA1、SJA3、SJA4、SJA6,EPA含量分别较野生藻株提高了25.6%、17.4%、15.5%、21.6%。

关键词：三角褐指藻 EPA Δ5去饱和酶基因 fad基因家族 ARTP