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1、植物学通报ChineseBulletinofBotany2007,24(5):659-666,www.chinbullbotany.com.专题介绍.转基因植物生产超长链多不饱和脂肪酸研究进展*石娟,朱葆华,潘克厚中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室,青岛266003摘要超长链多不饱和脂肪酸(VLCPUFAs)对人类健康非常重要。日常摄入一定量的VLCPUFAs能够补充人体自身合成的不足,并对某些疾病起到明显的预防和治疗作用。VLCPUFAs主要源自深海鱼油,但由于市场需求的迅速增长和海洋可捕捞鱼类资源的日
2、益减少,该途径已经远远不能满足市场的需要,寻找更为持续且稳定的VLCPUFAs来源已经成为当务之急。最近,人们已经克隆了VLCPUFAs生物合成相关的去饱和酶和延伸酶基因,并希望在植物特别是油料作物中共表达这些基因,使其成为生产VLCPUFAs的“绿色细胞工厂”。目前已有多个研究小组在进行转基因植物合成VLCPUFAs的探索,并取得了突破性的研究成果。本文综述了相关的研究进展,并对存在的问题和解决策略进行了探讨。关键词DHA,EPA,转基因植物,超长链多不饱和脂肪酸石娟,朱葆华,潘克厚(2007).转基因植
3、物生产超长链多不饱和脂肪酸研究进展.植物学通报24,659-666.超长链多不饱和脂肪酸(VLCPUFAs)是指含有20补充足够的EPA和DHA对维持身体健康极为重要。目或22个碳原子及4-6个亚甲基间隔的顺式双键的脂肪前该类脂肪酸的主要来源是深海鱼油,但是鱼类自身并酸链(Abbadietal.,2004),包括花生四烯酸(AA,20:不能合成VLCPUFAs,而是通过摄食富含VLCPUFAs4n6)、二十碳五烯酸(EPA,20:5n3)和二十二碳六烯酸的海藻等进行有限的积累;另外,过度捕捞使海洋鱼类资(D
4、HA,22:6n3)。多不饱和脂肪酸(PUFAs)可分为n6系源日益减少,该途径已经远远不能满足迅速增加的市场列和n3系列。AA属于n6PUFAs;EPA和DHA属于需求。此外,由于环境污染等原因导致鱼油中的重金属n3PUFAs。研究表明,VLCPUFAs对人类健康非常重含量越来越高,寻找更为持续、稳定、安全的EPA和要。AA和EPA是哺乳动物细胞膜的组分,也是生成前DHA来源成为当务之急(Tononetal.,2002;Domergue列腺素、白三烯和血栓素等激素的前体(Funk,2001)。etal.,
5、2005a)。已知某些微生物如真菌和海洋微藻能EPA在凝血、免疫和抗炎症等各种生理反应中起重要够从头合成VLCPUFAs且含量丰富(Sayanovaand作用(Simopoulos,2002)。DHA对胎儿神经系统的形Napier,2004);然而现已开发出的商业化的海藻油和真成至关重要(Uauyetal.,2001),还影响着视网膜视紫菌油,由于其产量低和提取成本高限制了这类资源的大红质的活性(Giustoetal.,2000),并与某些疾病如关节规模应用。鉴于植物油的提取工艺非常成熟,许多研究炎、动脉硬
6、化、抑郁症的预防和治疗有关(Horrocks者已经将目光转向油料作物的代谢工程,探索如何利用andYeo,1999;MarszalekandLodish,2005)。转基因植物作为“绿色细胞工厂”生产VLCPUFAs人体合成EPA和DHA的效率极低,在日常饮食中(Truksaetal.,2006)。近年来国外一些研究小组已在收稿日期:2006-10-24;接受日期:2007-04-09基金项目:973重大基础研究前期研究专项(No.2005CCA02400)*通讯作者。E-mail:khpan@ouc.ed
7、u.cn缩写词:AA:arachidonicacid;ALA:a-linolenicacid;DGLA:dihomo-g-linolenicacid;DHA:docosapentaenoicacid;EDA:eicosadienoicacid;EPA:eicosapentaenoicacid;ER:endoplasmicreticulum;ETA:eicosatetraenoicacid;GLA:g-linolenicacid;LA:linoleicacid;LPCAT:lyso-phosphatidych
8、olineacyltransferase;OA:oleicacid;PC:phosphatidycholine;PDAT:phospholipiddiacylglycerolacyltransferase;PUFAs:polyunsaturatedfattyacids;SDA:stearidonicacid;TAG:triacylglycerol;TPA:tetracosapentaenoicacid;VLCPU
