[发明专利]花生二酰甘油酰基转移酶DGAT2及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及花生二酰甘油酰基转移酶DGAT2及其编码基因与应用，属于分子生物学和生物技术技术领域。

背景技术

花生是我国重要的油料和经济作物之一，种植面积约502.5万公顷，总产量居世界首位。花生仁含脂50％左右，在几种主要食用油料作物中，其脂肪含量仅次于芝麻，而高于油菜籽、大豆和棉籽。植物油脂(三酰甘油)是油料植物中最多和最重要的有机化合物之一，不仅在植物生长、发育和繁衍过程中扮演着重要的角色，而且作为一种可再生的生物能源产品，具有非常广泛的应用。植物油是食用脂类的主要来源，约占全世界脂类消耗的75％，而且植物油所含的很多单不饱和脂肪酸例如油酸，比饱和脂肪酸具有更高的营养价值。花生种子脂肪酸组成主要包括棕榈酸、油酸和亚油酸，油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸的含量高达80％以上，其中油酸含量最高，达42％-68％，是大豆油、葵花子油和玉米油等其它植物油的2-3倍。因此，对花生脂肪酸合成进行系统而全面的研究具有重要的理论意义和实用价值。

随着分子生物学和基因工程技术的发展，现代遗传学和分子育种学已逐渐取代传统育种，广泛应用于作物产量和品质性状的改良。人们希望通过基因工程等生物技术手段改良作物，缩短育种周期，加速新种质或品种的繁育。近年来，国内外学者对脂肪酸生物合成途径进行了大量研究，克隆出许多脂肪酸合成途径及其关键酶基因，初步阐明了脂肪酸合成代谢规律，并在此基础上利用基因工程方法调控植物种子脂肪酸代谢途径、改变脂肪酸组成，从而提高并改善了植物种子脂肪酸含量与品质。

甘油三酯(TAG)是植物种子的主要储存脂类，DGAT是TAG合成途径的限速酶，所以DGAT对种子发育以及油脂积累具有重要作用。通常认为，DGAT在植物种子发育过程中影响种子油分含量、脂肪酸组成以及种子重量等。DGAT是一个较大的基因家族。到目前为止，在植物中共发现3种类型的DGAT基因，分别为DGAT1、DGAT2和DGAT3。其中DGAT1家族成员最多，只存在于动物和植物中。目前已经在拟南芥、油菜、蓖麻、烟草、大豆、百脉根等植物克隆到了DGAT1基因。DGAT2基因家族的成员在动物，植物和酵母中都存在，并且与DGAT1基因家族没有明显的相关性。目前对植物DGAT2的研究较少，仅在拟南芥、油菜、蓖麻等少数植物中克隆出来。作为DGAT基因家族的新成员，DGAT3基因目前只在花生中发现，其编码蛋白序列与前两种DGAT家族成员同源性很低，但是具有类似的DGAT蛋白功能基序。

如公开号为CN 1712527A(申请号为：200410049633.8)公开了大豆二酰甘油酰基转移酶及其编码基因与应用，该发明所提供的大豆二酰甘油酰基转移酶，是序列表中SEQ ID №：2的氨基酸残基序列或与序列表中SEQ ID №：2的氨基酸残基序列具有至少95％的同源性且具有与SEQ ID №：2相同活性的由SEQ ID №：2衍生的蛋白质，或将SEQ ID №：2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与SEQ ID №：2相同活性的由SEQ ID №：2衍生的蛋白质。

在植物中过量表达DGAT基因能够显著提高种子的平均重量和含油量，而抑制其表达则能够使TAG含量及油分含量同时降低，并且使脂肪酸组成改变。在野生型拟南芥中过量表达AtDGAT1基因，可以使DGAT1的转录水平和活性明显提高(10％～70％)，油脂积累增加，种子平均重量增加。在大豆中过量表达Umbelopsis ramanniana的DGAT2A基因可以使大豆成熟种子含油量增加。

在花生克隆到了DGAT3基因，该基因与DGAT1和DGAT2基因家族的相似性不足10％，但是其编码蛋白具有类似的DGAT蛋白功能基序，并且与TAG合成密切相关。另外，该基因定位于细胞质中，而DGAT1和DGAT2是定位于内质网上的。然而到目前为止，在花生中还没有任何关于DGAT1与DGAT2的信息。

发明内容