油菜发育种子中油脂积累与Kennedy途径酶活性的关系研究

油菜发育种子中油脂积累与Kennedy途径酶活性的关系研究

论文摘要

本研究以双低油菜不同含油量品系为实验材料,系统比较品系间油菜种子发育过程中Kennedy途径酶活性差异,系统比较油脂积累过程,进而分析油脂形成过程与Kennedy途径酶活性的关系,试图从机理上说明含油量差异的原因。本研究对油菜的高含油量品种选育有一定的意义。选取双低油菜4个品系作为实验材料,高含油量品系编号分别为:NJ7708和NJ8953;低含油量品系编号分别为:NJ7431和NJ7385。实验材料于2006年10月进行田间种植,次年4月人工授粉后挂牌标记,在授粉后20天、25天、32天、39天和46天取样。实验中,测定项目包括:角果皮与种子的叶绿素含量,种子中蔗糖、葡萄糖、果糖、各种脂肪酸及蛋白的含量,种子微粒体蛋白提取物中参与Kennedy途径4个酶的活性(3-磷酸甘油转酰基酶、1-酰基-3-磷酸甘油酰基转移酶和磷脂酸磷酸酯酶和二酰基甘油酰基转移酶的活性)。各品系油菜种子发育过程中,油脂与蛋白含量均随时间线性上升。在授粉后46天,两高含油量品系种子油脂含量均在50%左右,而两低含油量品系种子油脂含量均在30%以下。在授粉后46天的种子样品中,NJ7708与NJ7431的蛋白含量较高,在18%以上;NJ8953与NJ7385的蛋白含量较低在16%以下。高含油量品系发育种子中蔗糖的平均含量明显高于低含油量品系,且高含油量品系蔗糖含量峰值出现在授粉后25天,低含油量品系则出现于授粉后32天。高含油量品系的己糖总量(蔗糖+葡萄糖+果糖)亦高于低含油量品系。各品系油菜种子在发育过程中叶绿素含量从授粉后20天开始逐渐上升,在授粉后32天到39天内达到最大值,之后迅速下降。在此过程中,两高含油量品系种子平均叶绿素含量高于两个低含油量品系。油菜种子发育过程中,微粒体提取物的Kennedy途径各酶活性变化都呈单峰态。3-磷酸甘油酰基转移酶(GPAT)在授粉后39天达到峰值。高含油量品系GPAT活性峰值及平均值均显著高于低含油量品系,且NJ8953的峰值与平均值高于NJ7708。1-酰基甘油-3-磷酸酰基转移酶(LPAAT)在Kennedy途径中酶活性水平最高,高含油量品系LPAAT活性的平均值高于低含油量品系,且NJ8953的峰值与平均值亦高于NJ7708。磷脂酸磷酸酯酶(PAP)的酶活性峰值均出现在授粉后32天。两高含油量品系的PAP酶活性最大值及平均值均高于低含油量品系。DGAT(二酰基甘油酰基转移酶)在Kennedy途径中酶活性最低。高含油量品系DGAT活性峰值出现在授粉后25天而低含油量品系DGAT峰值出现在授粉后32天。两高含油量品系DGAT峰值与平均酶活性高于低含油量品系。NJ8953的DGAT峰值酶活性高于NJ7708。Kennedy途径是造成品系间含油量差异的重要原因之一。Kennedy途径的4种酶中,DGAT酶活性水平最低,且高低含油量之间的差别显著。最终含油量与授粉后25天DGAT和GPAT的比值呈现显著正相关,说明该时期是决定最终含油量的关键时期,在该时期DGAT/GPAT比值高者含油量高。高低含油量品系发育期种子在多方面都是有差异的,这些差异可以总结为三类:1.油脂积累的差异;2.用于合成脂肪酸的物质(蔗糖与还原力)的供应水平的差异;3.Kennedy途径的差异。品系间Kennedy途径的差异与用于脂肪酸合成的物质供应水平差异直接导致了油脂积累过程的差异,而品系间油脂积累过程的差异直接导致了含油量的差异。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 符号及缩略语
  • 第一章 文献综述
  • 1 油菜种子主要储藏物质的积累过程
  • 2 植物油脂生物合成
  • 3 植物油脂在种子中的储存形式
  • 4 含油量的遗传调控
  • 4.1 调控含油量的关键基因
  • 4.2 影响含油量调控的关键代谢物质
  • 5 Kennedy途径
  • 5.1 3-磷酸甘油酰基转移酶
  • 5.2 溶血性磷脂酸酰基转移酶
  • 5.3 磷脂酸磷酸酯酶
  • 5.4 二酰基甘油酰转移酶
  • 5.5 Kennedy途径中关键基因在油料作物改良中的应用
  • 6 本研究目的与意义
  • 6.1 目的
  • 6.2 手段
  • 6.3 意义
  • 第二章 油菜种子中物质积累的动态变化
  • 1 材料与方法
  • 1.1 取样
  • 1.2 叶绿素含量测定
  • 1.3 蔗糖、果糖和葡萄糖含量测定
  • 1.4 油脂含量测定
  • 1.5 蛋白检测
  • 1.6 种子粒重的测定
  • 2.结果分析
  • 2.1 种子中脂肪积累
  • 2.2 种子中脂肪酸成分的变化
  • 2.3 种子中蛋白积累
  • 2.4 油菜种子粒重的变化动态
  • 2.5 种子中糖份含量动态变化分析
  • 2.6 种子与角果皮中叶绿素含量变化
  • 3 讨论
  • 第三章 油菜种子中Kennedy途径酶活性动态
  • 1.材料与方法
  • 1.1 微粒体制备
  • 1.2 同位素标记法测定酶活性
  • 1.4 磷脂酸磷酸酯酶(PAP)活性的测定
  • 2.结果分析
  • 2.1 种子微粒体提取物蛋白含量的变化
  • 2.2 Kennedy途径中各酶的活性
  • 2.3 种子GPAT活性的动态变化
  • 2.4 种子LPAAT活性的动态变化
  • 2.5 种子DGAT活性的动态变化
  • 2.6 种子PAP活性的动态变化
  • 2.7 Kennedy途径酶活性的品系间比较
  • 2.8 Kennedy途径各酶活性之间的关系
  • 3.讨论
  • 3.1 油菜种子的内质网变化
  • 3.2 Kennedy途径在油脂积累中的重要作用
  • 全文结论
  • 全文讨论与展望
  • 参考文献
  • 附录Ⅰ
  • 附录Ⅱ
  • 攻读硕士期间发表或待发表的研究论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    油菜发育种子中油脂积累与Kennedy途径酶活性的关系研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢