植物种子油脂积累的转录调控及在大豆中的研究进展-论文.pdf

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1、第32卷第1期大豆科学V01．32NOl2013年2月SOYBEANSCIENCEFeb．20l3植物种子油脂积累的转录调控及在大豆中的研究进展李擎天，牛素玲，陈受宜，张劲松(中国科学院遗传与发育生物学研究所，植物基因组学国家重点实验室，北京100101)摘要：植物种子是油脂的主要来源之一，种子中的油脂主要在其发育过程中积累。油脂的积累除受脂肪酸合成途径中多种酶的活性、特异性和稳定性的影响，更受到转录前、转录和转录后水平的调控。众多相关基因参与此过程，形成一系列基因网络调控了下游油脂合成基因的表达。文章综述了转录因子对油脂积累的调控、

2、DNA甲基化和组蛋白修饰相关基因在种子发育和油脂积累中的作用以及小RNA调控种子发育的分子机理，并介绍了大豆油脂积累调控机制的研究进展。关键词：油脂；转录调控；大豆中图分类号：$565．1文献标识码：A文章编号：1000-9841(2013)01-0124-06TranscriptionalRegulationofSeedOilAccumulationandCurrentAdvancesinSoybeanResearchLIQing-tian，NIUSu—ling，CHENShou—yi，ZHANGJin—song(StateKeyL

3、aboratoryofPlantGenomics，InstituteofGeneticsandDevelopmentalBiology，ChineseAcademyofSciences，Beijing100101，China)Abstract：Plantseedisoneofthemainsourcesofoil．Theseedoilmainlyaccumulatesatlaterstageduringseeddevelop—ment．Inadditiontoregulationbyenzymeactivity，substratesp

4、ecificityandproteinstability，oilaccumulationisalSOcontrolledatpre—transcriptional，transcriptionalandpost-transcriptionalleve1．Manyrelevantgenesinvolvedinthisprocessformaseriesofnetworktoregulatetheexpressionofdownstreamgenes．Thispaperhighlightsrecentadvancesinthestudies

5、oftranscriptionfactors，DNAmethylationandhistonemodification，aswellassmallRNAintheregulatorymechanismofoilaccumulation．Pro—gressinsoybeanresearchisalsoprovidedanddiscussed．Keywords：Oil；Transcriptionalregulation；Soybean植物油是重要的农产品之一，71％的食用油脂油脂积累的重要蛋白。脂肪酸积累是种子发育过来源于植物。在大多数植

6、物的种子中，脂类是储藏程的一部分。在拟南芥中，主要的脂肪酸合成激活碳源的主要形式之一。油脂、脂肪酸代谢的生化途基因，或者说成熟过程的主要调节因子，包括植物径已比较清楚，但其调控机理尚不很明确。在主要特异性转录因子B3超级家族的成员AB13、产油作物中，大豆产油量约占总产量的30％，是全LEC2E和FUSCA3。AFL(ABI3／FUS3／LEC2)这世界产量居第一位的食用油，提高大豆的油脂含量个家族的成员与LEC1协同作用。LEC1是一个与一直是农业生物技术的一个重要目标。大豆为自CAATbox结合蛋白的HAP3亚基同源的蛋白，而花授

7、粉作物，天然异交率为0．5％～1．0％⋯，传统且表达模式与AFL有部分重叠。这些转录因子功育种有很多的局限性。因此，在了解调控植物油脂能冗余，它们组成的复杂调控网络通过调控激素和代谢分子机制的基础上应用基因工程提高大豆种代谢信号通路或者与之互作来发挥作用。在这个子中的油脂含量，对食品供应、工业生产和新能源网络中，LEC1和LEC2能互相上调对方以及ABI3利用具有重要意义引。该文对植物种子发育过程和FUS3的表达；FUS3能调控自身和ABI3的表达，中油脂积累的基因调控机制，以及大豆中的相关研而ABI3又能正调控FUS3和ABI5。研

8、究表明究进展进行了综述。LEC2结合油体蛋白基因S3／OLEO1和油体固醇蛋白基因HSD1的启动子。AFL成员可以识别并1转录因子调控结合目标基因启动子中的RY元件(CATGCA)，顺脂类的合成和积累被复杂而又相互协同的