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球等鞭金藻Δ5去饱和酶基因IgD5在拟南芥中的功能鉴定
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:作物学报
  • 时间:2014
  • 页码:86-92
  • 分类:Q949.2[生物学—植物学]
  • 作者机构:[1]作物生物学国家重点实验室/山东农业大学生命科学学院,山东泰安271018
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(30970222)和国家转基因生物新品种培育重大专项(2009ZX08005-024B)资助
  • 相关项目:拟南芥棕榈酰转移酶AtzDHHC1修饰的S型脂酰化蛋白的筛选与鉴定
中文摘要:

从球等鞭金藻中克隆到一个△5去饱和酶基因,命名为IgD5。系统发育树分析表明,该基因编码产物与来源于巴夫藻Pavlovasalina的△5去饱和酶亲缘关系最近。此前通过酿酒酵母表达系统,证明IgD5对(06脂肪酸具有△5去饱和酶活性,但并未鉴定IgD5对ω3脂肪酸的催化活性。我们将IgD5转化能够内源合成二高-γ-亚麻酸(DGLA,20:3△^8,11,14)和二十碳四烯酸(ETA,20:4△^8,11,14,17)的已携带2个基因的拟南芥(简称TMA2),通过PCR及RT-PCR筛选阳性植株,提取转基因阳性植株叶片总脂肪酸,用气相色谱分析法检测到花生四烯酸(AA,20:4△^5,8,11,14)和二十碳五烯酸(EPA,20:5△^5,8,11,14,17),含量分别达7.44%和2.07%,转化效率分别为68%和60%,证明IgD5在转基因植物中具有△5去饱和酶的活性,对603/606脂肪酸没有明显偏好性,并且催化活性远高于其在酵母中的活性。在转IgD5的TMA2中除了AA和EPA,没有检测到其他新脂肪酸,表明IgD5底物专一性很强,是一个可用于植物转基因替代生产鱼油的良好基因。

英文摘要:

We have isolated a △5 desaturase gene from the alga Isochrysis galbana, namely IgD5. Phylogenetic analysis showed that it shared the highest homology with a functionally characterized △5 desaturase from Pavlova salina. Previously, we demon-strated that IgD5 has activity towards the omega-6 fatty acid substrate by heterologous expression oflgD5 in Saccharomyces cer-evisiae. However, whether IgD5 also has activity towards the potential omega-3 fatty acid substrate has not been verified. In this study, we transformed IgD5 into a double transgenic Arabidopsis thaliana (TMA2) that can already synthesize di-homoq,-linolenic acid (DGLA, 20:3^△8,11,14) and eicosatetraenoic acid (ETA, 20:4△^8,11,14,17). Triple transgenic plants were iden-tified by PCR and RT-PCR. The total fatty acids composition of the transgenic lines was determined by gas chromatography. Novel fatty acids, arachidonic acid (AA, 20:4^△5, 8,11,14) and eicosapentaenoic acid (EPA, 20:5^△5,8,11,14,17) were detected and ac-counted for 7.44% and 2.07% of total fatty acids, with a conversion rate of 68% and 60%, respectively, which are much higher than those in yeast. In addition, IgD5 did not show a preference for either ωo3 or ωo6 substrate. Furthermore, IgD5 has strong sub-strate specificity as no fatty acid products were detected except for AA and EPA. These new findings further confirmed that IgD5 is an excellent gene for the production of fish oil in plants due to its high enzyme activity coupled with substrate specificity.

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369