謝佳彤　孫麗丹　陳曉曼　方彤彤　張苗苗　趙雨凡　楊冉　王琦媛　楊同文　唐躍輝

摘要：WRI1是AP2類轉(zhuǎn)錄因子的成員，在植物生長(zhǎng)發(fā)育和脂肪酸合成途徑中起著重要的調(diào)控作用。通過RT-PCR技術(shù)從麻風(fēng)樹中克隆了1個(gè)AP2家族基因，將其命名為JcWRI1。JcWRI1基因開放閱讀框全長(zhǎng)1 137 bp，編碼378個(gè)氨基酸。表達(dá)模式分析結(jié)果表明，在麻風(fēng)樹種子胚中沒有檢測(cè)到JcWRI1基因的表達(dá)，然而該基因在麻風(fēng)樹種子胚乳中高表達(dá)。亞細(xì)胞定位結(jié)果表明，JcWRI1基因編碼1個(gè)核定位蛋白質(zhì)。表型分析結(jié)果表明，提高JcWRI1基因的表達(dá)量不影響轉(zhuǎn)基因水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，但是改變了轉(zhuǎn)基因植株葉片、胚乳中脂肪酸組分的含量，并且提高了轉(zhuǎn)基因水稻葉片、胚乳中的含油量。qRT-PCR結(jié)果表明，脂肪酸合成相關(guān)基因在JcWRI1轉(zhuǎn)基因水稻中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于野生型。研究結(jié)果為將來研究JcWRI1基因在麻風(fēng)樹種子胚乳發(fā)育及油脂代謝途徑中的功能提供了理論依據(jù)和新的基因資源。

關(guān)鍵詞：麻風(fēng)樹;JcWRI1;AP2家族;轉(zhuǎn)基因水稻;胚乳

中圖分類號(hào)：S727.32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2022）02-0334-09

Cloning and functional analysis of JcWRI1 gene from physic nut

XIE Jia-tong，SUN Li-dan，CHEN Xiao-man，F(xiàn)ANG Tong-tong，ZHANG Miao-miao，ZHAO Yu-fan，YANG Ran，WANG Qi-yuan，YANG Tong-wen，TANG Yue-hui

Abstract：WRI1 is a member of AP2 transcription factors and plays an important regulatory role in plant growth and development and fatty acid synthesis. In this study， an AP2 family gene was cloned from physic nut by RT-PCR and named JcWRI1. The open reading frame of JcWRI1 gene was 1 137 bp in length， encoding 378 amino acids. The results of expression pattern analysis showed that the expression of JcWRI1 gene was not detected in the embryo， but it was highly expressed in the endosperm. The subcellular localization results indicated that the JcWRI1 gene encoded a nuclear localization protein. Phenotypic analysis revealed that the increase of JcWRI1 gene expression did not affect the growth and development of transgenic rice， but changed the fatty acid composition in the leaves and endosperm of transgenic plants and increased the oil content in the endosperm and leaves of transgenic rice. The results of qRT-PCR showed that the relative? expression of fatty acid synthesis-related genes in JcWRI1 transgenic rice was significantly higher than that in wild-type rice. The results provide a theoretical basis and new genetic resources for further research on the function of JcWRI1 gene in the endosperm development and lipid metabolism pathway of physic nut.

Key words：physic nut;JcWRI1;AP2 family;transgenic rice;endosperm

江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)2022年第38卷第2期

謝佳彤等：麻風(fēng)樹JcWRI1基因克隆及功能分析

油不僅是生產(chǎn)食物的原料，也是一種重要的工業(yè)原料，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在植物種子中，三?；视停═AGs）作為一種主要的儲(chǔ)存化合物，能夠?yàn)榉N子發(fā)育和幼苗生長(zhǎng)提供碳源和能量[1]。TAGs是甘油和脂肪酸酯化的產(chǎn)物，通過基因工程的方法提高TAG代謝途徑關(guān)鍵酶基因GPAT、LPAT、DGAT的表達(dá)量，能夠增加植物種子的含油量[2-4]。近年來，控制脂肪酸合成途徑中多種酶活性的轉(zhuǎn)錄因子已經(jīng)引起研究者的廣泛關(guān)注。

WRI1是AP2類轉(zhuǎn)錄因子家族成員，包含2個(gè)保守的AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，首次是從種子表皮有皺紋的擬南芥突變體中分離出來的，命名為WRINKLED1[5]。此外，在種子發(fā)育過程中，WRI1突變體種子不能將葡萄糖、蔗糖轉(zhuǎn)化為脂肪酸合成的前體，并且種子含油量降低了80%[5]。相反，以WRI1突變體為受體，過表達(dá)AtWRI1基因不僅可以恢復(fù)突變體正常的種子外觀，而且與野生型相比增加了種子的含油量[6]。在玉米中，過表達(dá)ZmWRI1不影響轉(zhuǎn)基因植株種子萌發(fā)、葉片發(fā)育和作物產(chǎn)量，然而會(huì)增加轉(zhuǎn)基因植株種子的含油量[7]。在大豆中，提高GmWRI1b基因的表達(dá)量增加了大豆種子的含油量[8]。此外，在擬南芥中過表達(dá)油菜BnWRI1基因后，通過上調(diào)脂肪酸合成基因EAR的表達(dá)量增加了種子的含油量[9]。綜上所述，盡管不同物種的WRI1基因已經(jīng)被克隆并進(jìn)行了功能分析，然而這些物種的油脂主要積累在種子胚中，而目前與油脂在植物種子胚乳中積累相關(guān)的WRI1基因是否擁有相似功能的研究較少。因此，挖掘與油脂在種子胚乳中積累相關(guān)的WRI1基因并對(duì)其調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究，對(duì)于胚乳油脂含量的提高具有重要理論意義。

麻風(fēng)樹，又名小桐子，是一種多用途的木本植物，具有抗旱、耐鹽堿、耐貧瘠、胚乳含油量高等特點(diǎn)，已被廣泛認(rèn)為是最適宜用于生產(chǎn)生物柴油的能源植物之一[10]。在本研究中，筆者克隆了1個(gè)麻風(fēng)樹AP2家族轉(zhuǎn)錄因子基因，將其命名為JcWRI1，并在水稻中分析該基因的功能，以期為麻風(fēng)樹及其他作物高含油品種的培育提供新的基因資源和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與試劑

本試驗(yàn)所用的麻風(fēng)樹品種為GZQX0401自交系，水稻材料為粳稻中花11（ZH11）。取麻風(fēng)樹授粉后29 d、35 d、41 d、45 d種子的胚、胚乳用于表達(dá)模式分析。本試驗(yàn)所用高保真酶、T4 DNA連接酶、pMD18-T載體、限制性內(nèi)切酶等試劑均購(gòu)自寶生物工程（大連）有限公司。

1.2基因克隆與植物表達(dá)載體的構(gòu)建

按JcWRI1基因序列設(shè)計(jì)特異性引物，以麻風(fēng)樹種子cDNA為模板，通過RT-PCR技術(shù)克隆獲得JcWRI1基因序列，電泳回收后將用RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增得到的目的基因連接到pMD18-T載體上，轉(zhuǎn)化、擴(kuò)大培養(yǎng)、提取質(zhì)粒后送北京奧科鼎盛生物科技有限公司測(cè)序，隨后將測(cè)序正確的目的基因從pMD18-T載體切下來，最后通過T4 DNA連接酶將回收的目的基因連接到植物表達(dá)載體上，再次將構(gòu)建好的植物表達(dá)載體送北京奧科鼎盛生物科技有限公司測(cè)序，確保目的基因正確連接到植物表達(dá)載體上后，將植物表達(dá)載體轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌EHA105中保存待用。

1.3JcWRI1基因編碼蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位分析

以麻風(fēng)樹種子cDNA為模板，通過RT-PCR技術(shù)克隆獲得JcWRI1基因的全長(zhǎng)編碼序列（不含終止密碼子），再將測(cè)序正確的序列連接到亞細(xì)胞定位載體p-GFP上，形成JcWRI1-GFP融合表達(dá)載體。然后將空載體和JcWRI1-GFP融合表達(dá)載體通過聚乙二醇（PEG）介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)移到擬南芥原生質(zhì)體細(xì)胞中，在熒光共聚焦顯微鏡下觀察定位結(jié)果。

1.4轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻的獲得

本研究以ZH11愈傷組織為受體，通過農(nóng)桿菌EHA105介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化法將構(gòu)建好的JcWRI1表達(dá)載體通過轉(zhuǎn)基因方法轉(zhuǎn)化到水稻中[11]，通過潮霉素篩選、β-葡萄糖苷酸酶（GUS）染色初步確定轉(zhuǎn)基因植株，最后通過RT-PCR技術(shù)檢測(cè)JcWRI1基因在野生型（WT）、轉(zhuǎn)基因水稻植株[包括轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻1號(hào)株系（OE1）、轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻2號(hào)株系（OE2）、轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻3號(hào)株系（OE3）]中的表達(dá)情況，最終確定有效轉(zhuǎn)基因植株，并挑選3株用于后續(xù)研究。

1.5轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻的表型分析

野生型和轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)后，挑選生長(zhǎng)一致的幼苗并將其轉(zhuǎn)移到水稻營(yíng)養(yǎng)液中繼續(xù)生長(zhǎng)，14 d后進(jìn)行表型分析，選取30株幼苗，統(tǒng)計(jì)其根長(zhǎng)和株高。

1.6野生型和轉(zhuǎn)基因水稻種子脂肪酸、淀粉含量的測(cè)定

脂肪酸組分的測(cè)定參考前人的研究方法[12]，所選材料為成熟的野生型水稻、轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻純合體種子和劍葉，首先稱取50 mg種子，用三氯甲烷徹底清洗后放入10 ml玻璃瓶中，隨后加入1 ml 5%（體積分?jǐn)?shù)）H2SO4甲醇溶液、300 μl甲苯，并補(bǔ)充20 μl 0.2%（質(zhì)量體積比）丁基羥基甲苯溶液，以C17∶0作為內(nèi)標(biāo)（40 μl），然后將玻璃管在90 ℃加熱1.5 h。冷卻至室溫后，加入1 ml 0.9%（質(zhì)量體積比）NaCl并混合均勻，隨后加入2 ml己烷并混合均勻，并在室溫下4 000 r/min離心5 min，接著將上層溶液轉(zhuǎn)移到新的玻璃管中，向新的玻璃管中加入2 ml己烷并混合均勻，在室溫、4 000 r/min條件下離心5 min，然后將上層溶液轉(zhuǎn)移到新玻璃管中，最后使用配備火焰離子化檢測(cè)器（FID）的Agilent 7890A GC系統(tǒng)儀器在HP-88色譜柱（30.00 mm×0.25 mm內(nèi)徑，膜厚0.20 μm）上通過氣相色譜（GC）分析脂肪酸甲酯提取物。用野生型、轉(zhuǎn)基因水稻植株成熟的種子胚乳檢測(cè)淀粉含量，具體操作方法參考淀粉總量試劑盒（萊爾生物醫(yī)藥科技有限公司，貨號(hào)：K-TSTA-100A）說明書。

1.7野生型和轉(zhuǎn)基因水稻植株含油量的測(cè)定

所用材料為成熟的野生型、轉(zhuǎn)基因水稻胚乳和劍葉。首先將胚乳磨碎并于80 ℃烘干，將葉片去除葉綠素后于80 ℃烘干。將去除葉綠素后磨碎的葉片粉末在干燥器中冷卻后稱質(zhì)量，再將磨碎的粉末放入10 ml離心管中，然后加入2 ml異丙醇且于85 ℃水浴10 min，冷卻至室溫后，加入3 ml正已烷并靜置5 min，然后劇烈振蕩，接著加入2.5 ml 15% Na2SO4上下顛倒后，將上層溶液轉(zhuǎn)入1個(gè)新的玻璃管中，下層再加入5 ml正己烷-異丙醇（體積比7∶2）再次萃取。最后將玻璃管中萃取得到的有機(jī)相用氮?dú)獯蹈桑娓蛇^夜后在干燥器內(nèi)冷卻，再次稱玻璃管質(zhì)量。種子、葉片含油率=（含油玻璃瓶質(zhì)量-玻璃瓶質(zhì)量）/種子質(zhì)量×100%。

1.8RNA的提取及基因表達(dá)情況的檢測(cè)

本研究所用材料中RNA的提取均采用賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司的RNA提取試劑盒（貨號(hào)：12183025），cDNA鏈的合成采用TaKaRa公司的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒（貨號(hào)：6215A）。定量PCR采用LightCycler480 Ⅱ?qū)崟r(shí)熒光定量PCR儀和TB Green Fast qPCR Mix試劑盒，具體操作方法參照試劑盒說明書。分別用OsUbiquitin、JcActin作為水稻、麻風(fēng)樹的內(nèi)參基因，用2-△△Ct計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)水平，本研究所需引物序列見表1，所有試驗(yàn)均進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)。

2結(jié)果與分析

2.1JcWRI1基因的生物信息學(xué)分析

設(shè)計(jì)特異性引物，以麻風(fēng)樹種子cDNA為模板，通過RT-PCR技術(shù)克隆出JcWRI1基因，隨后進(jìn)行測(cè)序并通過美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心（NCBI）網(wǎng)站的BlastP程序進(jìn)行比對(duì)。比對(duì)結(jié)果表明，該基因開放閱讀框全長(zhǎng)1 137 bp， 編碼378個(gè)氨基酸（GenBank登錄號(hào)：JCGZ_09727）。多序列比對(duì)結(jié)果表明，JcWRI1基因編碼的蛋白質(zhì)含有2個(gè)保守的AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，且與擬南芥AtWRI1蛋白、水稻OsWRI1蛋白高度同源（圖1）。此外的研究結(jié)果表明，在擬南芥中，第1個(gè)AP2/ERF結(jié)構(gòu)域中的VYL基序?qū)τ诰S持AtWRI1在調(diào)控植物發(fā)育方面的功能是至關(guān)重要的[13]。本研究結(jié)果表明，VYL基序也存在于JcWRI1蛋白序列中（圖1）。說明，VYL基序在WRI1蛋白中是高度保守的。

字母底色為深色表示保守氨基酸;字母底色為淺色表示不保守氨基酸;劃線部分表示AP2/ERF區(qū)域。

2.2JcWRI1基因的表達(dá)模式分析

對(duì)麻風(fēng)樹不同組織及種子不同發(fā)育時(shí)期的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果表明，JcWRI1基因在根、莖和葉中沒有檢測(cè)到表達(dá)，僅在種子中檢測(cè)到高表達(dá)。為了驗(yàn)證轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果的可靠性，通過qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)JcWRI1在麻風(fēng)樹種子不同發(fā)育時(shí)期的胚、胚乳中的表達(dá)。結(jié)果表明，在麻風(fēng)樹種子胚中沒有檢測(cè)到JcWRI1基因表達(dá)，僅在胚乳中檢測(cè)到JcWRI1基因的表達(dá)，且在授粉后35 d的胚乳中相對(duì)表達(dá)量最高（圖2）。說明，JcWRI1基因也許在麻風(fēng)樹種子發(fā)育過程中起重要的調(diào)控作用。

2.3JcWRI1基因編碼蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位分析

為了明確JcWRI1蛋白的特性，通過RT-PCR克隆了JcWRI1開放閱讀框序列（不含終止子），測(cè)序后通過酶切連接的方法構(gòu)建了JcWRI1-GFP融合表達(dá)載體。隨后通過PEG介導(dǎo)的擬南芥原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化的方法將空載體和JcWRI1-GFP融合表達(dá)載體分別轉(zhuǎn)化到擬南芥原生質(zhì)體細(xì)胞中。于25 ℃過夜培養(yǎng)后，將擬南芥原生質(zhì)體細(xì)胞置于熒光共聚焦顯微鏡下觀察定位情況。結(jié)果表明，空載體轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中所有細(xì)胞器中都檢測(cè)到了綠色熒光信號(hào)，然而在JcWRI1-GFP融合表達(dá)載體轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中，僅在細(xì)胞核中檢測(cè)到了綠色熒光信號(hào)（圖3）。本研究結(jié)果進(jìn)一步表明，JcWRI1基因編碼1個(gè)核定位蛋白質(zhì)。

2.4轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻的表型分析

為了研究JcWRI1基因的生物學(xué)功能，本研究構(gòu)建了JcWRI1基因過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因水稻植株，并選取3株轉(zhuǎn)基因水稻（OE1、OE2、OE3）用于后續(xù)功能研究。RT-PCR結(jié)果表明，JcWRI1基因在野生型水稻中沒有表達(dá)，然而在轉(zhuǎn)基因水稻中高表達(dá)。表型分析結(jié)果表明，過表達(dá)JcWRI1基因不影響轉(zhuǎn)基因水稻根、地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果表明，轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻根長(zhǎng)、地上部分的高度與野生型植株相比沒有明顯差異（圖4）。為了分析提高JcWRI1表達(dá)量是否會(huì)影響轉(zhuǎn)基因水稻的生長(zhǎng)發(fā)育情況，本研究進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)了成熟植株的高度，結(jié)果表明，野生型、轉(zhuǎn)基因水稻（OE1、OE2、OE3株系）的株高分別為89.52 cm、88.80 cm、88.62 cm和88.90 cm，進(jìn)一步表明過表達(dá)JcWRI1基因不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因水稻的生長(zhǎng)發(fā)育。

a.轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻和野生型植株表型分析;b.轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻和野生型株高;c.JcWRI1基因在野生型和轉(zhuǎn)基因水稻中的表達(dá);d.轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻和野生型根長(zhǎng)。WT：野生型;OE1：轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻1號(hào)株系;OE2：轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻2號(hào)株系;OE3：轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻3號(hào)株系。

2.5轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻胚乳脂肪酸成分分析

為了明確提高JcWRI1基因表達(dá)量是否會(huì)影響轉(zhuǎn)基因水稻的脂肪酸成分，通過氣相色譜的方法分析了野生型、轉(zhuǎn)基因水稻胚乳的脂肪酸成分。由圖5可以看出，水稻胚乳中主要含有C14∶0、C16∶0、C16∶1、C18∶0、C18∶1、C18∶2、C18∶3、C20∶0和C20∶1，其中C16∶0、C18∶1和C18∶2為主要脂肪酸成分，三者占比約為90%。研究結(jié)果還顯示，與野生型植株相比，轉(zhuǎn)JcWRI1基因植株中C14∶0、C18∶0和C20∶0脂肪酸成分的含量顯著低于野生型，然而C16∶1和C18∶1在轉(zhuǎn)基因水稻中的含量顯著高于野生型。綜上所述，過表達(dá)JcWRI1改變了轉(zhuǎn)基因水稻胚乳中脂肪酸成分。

2.6轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻葉片脂肪酸成分分析

為了驗(yàn)證過表達(dá)JcWRI1基因是否會(huì)影響轉(zhuǎn)基因水稻葉片脂肪酸組分，筆者進(jìn)一步分析了野生型和轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻旗葉中脂肪酸組分。結(jié)果表明，C16∶0、C18∶2和C18∶3為水稻旗葉的主要脂肪酸成分，三者占所有組分的比例為89%;與野生型水稻相比，C16∶1在轉(zhuǎn)基因水稻中的含量顯著提高，然而C18∶0在轉(zhuǎn)基因水稻中的含量卻顯著低于野生型（圖6）。

2.7轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻葉片和胚乳中含油量分析

表達(dá)模式分析結(jié)果表明，JcWRI1基因主要在麻風(fēng)樹胚乳中表達(dá)（圖2）。此外前人研究發(fā)現(xiàn)，麻風(fēng)樹中的油主要積累在胚乳中，且含量高達(dá)50%。因此，為了驗(yàn)證JcWRI1基因在麻風(fēng)樹種子胚乳發(fā)育中的功能，首先檢測(cè)了轉(zhuǎn)JcWRI1基因植株種子的千粒質(zhì)量。圖7b結(jié)果表明，與野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻種子千粒質(zhì)量沒有顯著差異。隨后，檢測(cè)了野生型水稻和轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻種子胚乳中的含油量、淀粉含量，結(jié)果表明，與野生型水稻相比，過表達(dá)JcWRI1基因顯著增加了轉(zhuǎn)基因水稻種子胚乳的含油量（圖7a），但是降低了轉(zhuǎn)基因水稻種子胚乳中淀粉含量（圖7c）。進(jìn)一步檢測(cè)水稻葉片中含油量，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻葉片的含油量明顯高于野生型水稻（圖7d）。

2.8過表達(dá)JcWRI1基因改變脂肪酸合成相關(guān)基因的表達(dá)

為了闡明JcWRI1基因參與水稻胚乳含油量調(diào)控的分子機(jī)制，通過qRT-PCR技術(shù)進(jìn)一步檢測(cè)了脂肪酸合成相關(guān)基因在野生型、轉(zhuǎn)基因水稻中的表達(dá)情況。結(jié)果表明，與野生水稻相比，脂肪酸合成相關(guān)基因（KASIII、PDH-E1 β、ENR1、PDH-E2、ACP和PDH-E1α）在轉(zhuǎn) JcWRI1基因水稻中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于在野生型（圖8）。表明過表達(dá)JcWRI1基因增加了轉(zhuǎn)基因水稻胚乳含油量的部分原因可能是因?yàn)樯险{(diào)了脂肪酸合成相關(guān)基因的表達(dá)量。

3結(jié)論與討論

AP2家族是一類至少包含1個(gè)保守AP2/ERF結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子，該家族成員在植物生長(zhǎng)發(fā)育及油脂合成中起重要的調(diào)控作用[14-15]。盡管一些物種的AP2轉(zhuǎn)錄因子已經(jīng)被克隆和進(jìn)行功能分析，但是關(guān)于麻風(fēng)樹AP2家族成員的生物學(xué)功能研究未見報(bào)道。在本研究中，克隆了油脂合成關(guān)鍵調(diào)控因子編碼基因WRI1在麻風(fēng)樹中的同源基因，將其命名為JcWRI1，并分析了該基因的功能，結(jié)果表明，在水稻中過表達(dá)JcWRI1基因增加了轉(zhuǎn)基因植株葉片、胚乳中的含油量。

前人研究發(fā)現(xiàn)，在玉米中過表達(dá)ZmWRI1基因不影響轉(zhuǎn)基因植株葉片的發(fā)育[7]。本研究也發(fā)現(xiàn)，異位表達(dá)JcWRI1基因?qū)D(zhuǎn)基因植物葉片發(fā)育也沒有明顯影響，且過表達(dá)JcWRI1增加了轉(zhuǎn)基因植株葉片的含油量。另外，在擬南芥中異位表達(dá)AtWRI1基因增加了轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片的含油量，且WRI1突變體對(duì)葉片發(fā)育沒有影響[13]。以上結(jié)果表明，JcWRI1基因在調(diào)控葉片脂肪酸和三酰基甘油（TAG）合成中的功能是相對(duì)保守的。綜上所述，WRI1的異位表達(dá)可以用來作為提高植物營(yíng)養(yǎng)器官含油量的有效路徑。與野生型相比，擬南芥WRI1突變體胚、胚乳中的含油量都明顯降低[5，16-19]。本研究發(fā)現(xiàn)，提高JcWRI1基因的表達(dá)量增加了轉(zhuǎn)基因植株胚乳中的含油量?？梢?，WRI1在種子油脂合成中的功能也是相對(duì)保守的。

盡管轉(zhuǎn)JcWRI1基因水稻胚乳、葉片的含油量與野生型相比都顯著增加，但是胚乳、葉片中的脂肪酸組分差異很大。本研究結(jié)果表明，在轉(zhuǎn)基因水稻胚乳中，約30%的脂肪酸被用來合成C18∶1，然而C18∶3含量低于2%。形成鮮明對(duì)比的是，在葉片中，含量最高的脂肪酸組分是C18∶3（約為68%），然而C18∶1含量?jī)H為2.8%。本研究為進(jìn)一步研究麻風(fēng)樹種子發(fā)育和作物高油品種的培育提供了新的基因資源和理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：徐艷）

收稿日期：2021-11-05

基金項(xiàng)目：2020年度河南省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（202300410520）;2020年度河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（21A180028）;2021年度河南省周口師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（S202110478032）;周口師范學(xué)院大學(xué)生科研創(chuàng)新基金項(xiàng)目（ZKNUD2021073）

作者簡(jiǎn)介：謝佳彤（2000-），女，河南信陽人，本科，主要從事麻風(fēng)樹基因功能研究。（E-mail）2230439874@qq.com

通訊作者：唐躍輝，（E-mail）yhtang2005@163.com