中文摘要：

蓖麻种子储存油脂（TAGs）的主要成份是蓖麻油酸，蓖麻油酸12碳位的羟基化结构，决定了蓖麻油的特殊用途，具有重要的经济价值。研究表明，在蓖麻油酸生物合成途径中脂肪酸脱氢酶FAH决定了磷脂上油酸链12碳位的羟基化反应，然而，在羟基化脂肪酸链被转移到二酰甘油DAG生成三脂酰甘油TAG的过程中，Kenndy途径中的二酰甘油酰基转移酶DGAT的作用有限，磷脂的羟基化脂肪酸链转移到TAG中的机制仍不清楚。对蓖麻和酵母的研究发现，磷脂甘油二酯酰基转移酶PDAT主要以磷脂为底物，催化磷脂的羟基化脂肪酸链直接转移到DAG而生成TAG，具有很强的选择性，且在酵母TAG合成中起主要作用。这些研究强烈预示着PDAT酶很可能在蓖麻种子羟基化TAG累积过程中起着重要作用。然而，蓖麻PDAT基因的功能还未见报道。本项目以蓖麻的种子为材料，克隆蓖麻PDAT基因并研究其功能，探讨PDAT途径在羟基化TAG合成中的重要性。

结论摘要：

蓖麻油含高达90%的羟基化脂肪酸（HFA），工业用途广泛而特殊。脂肪酸的羟基化在细胞膜磷脂PC上完成，HFA不能从PC有效的转移到种子储存油脂甘油三酯（TAG）中是利用其它作物生产蓖麻油的瓶颈。磷脂甘油二酯酰基转移酶（PDAT）以PC为底物，催化羟基化脂肪酸链直接转移到DAG而生成TAG，具有很强的选择性。本项目拟分析编码蓖麻PDAT酶的相关基因在HFA有效转移中的功能，发掘其在基因工程方法生产蓖麻油的农业生产中的价值。从蓖麻种子中克隆了两个编码PDAT酶的基因RcPDAT1和RcPDAT3，运用实时荧光定量PCR方法检测了两个基因的表达模式，RcPDAT1在营养器官和种子发育前期表达量较高而在种子发育后期表达量较低，RcPDAT3在种子发育中后期表达量较高而在营养器官和种子发育前期表达量较低；分别构建了两个基因的酵母表达载体和植物表达载体，RcPDAT3能恢复酵母四突变体菌株H1246的TAG合成，而RcPDAT1不能使H1246恢复TAG的合成，转基因酵母脂肪酸含量也发生了一定的变化。分别将RcPDAT1和RcPDAT3基因转化拟南芥Ws野生型，结果表明过表达RcPDAT3基因的转基因植株种子油含量增加，而过表达RcPDAT1基因的转基因植株种子油含量没有明显的变化，但它们的种子都比野生型的种子小，同时不饱和脂肪酸减少而饱和脂肪酸增加；为了进一步分析RcPDAT3对HFA的选择性，已构建RcPDAT3基因与RcFAH12基因共表达的多基因表达载体，并已转化酵母H1246菌株，同时已将构建的种子特异表达载体转化能产生HFA的拟南芥转基因系CL7，正分析所得转基因酵母和拟南芥种子TAG中的HFA含量；鉴于PDAT酶的底物为PC，而羟基化在PC上生成后，能被磷脂酶水解而进入Kennedy途径，为了揭示PDAT酶与磷脂酶在HFA转移上的关系，从蓖麻基因组数据库中搜索了蓖麻的所有磷脂酶基因，并进行了表达模式分析，确定了8个在种子中特异表达的磷脂酶基因，将进一步通过功能验证分析各基因对HFA的选择性及与RcPDAT3在HFA转移作用上的关系；同时，对PDAT基因在植物生长发育及响应非生物逆境中的作用进行了初步研究。该项目的实施，在阐明蓖麻PDAT基因的功能上取得了一些重要的结果，并为下一步更深入的探讨蓖麻油累积的分子机制打下了基础。