[发明专利]大豆GmSEIPIN1B家族基因及其在提高种子含油量中的应用

说明书

本发明涉及一种大豆GmSEIPIN1B家族基因及其在提高种子含油量中的应用，属于基因工程技术领域。编码基因的核苷酸如序列如SEQ ID No.1所示，其编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，大豆GmSEIPIN1B家族基因在提高种子含油量中的应用。有益效果：携带有本发明GmSEIPIN1B基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。本发明通过转基因拟南芥技术，对GmSEIPIN1B基因进行了功能验证，通过气相色谱技术测定拟南芥干种子油分含量，发现GmSEIPIN1B基因可以明显提高油分含量。本发明的GmSEIPIN1B基因对培育高油大豆品种具有重要意义。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，涉及大豆GmSEIPIN1B家族基因的CDS序列的应用。

背景技术

大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)在世界范围内广泛种植，是一种重要的豆类作物，为人类和家畜提供饮食蛋白和油脂。在2017年大豆产量占油料种子产量的59％，占了蔬菜油消费的29％。是世界上最重要的油料作物。大豆油主要含有五种脂肪酸，依次为棕榈酸(16:0,PA)、硬脂酸(18:0,ST)、油酸(18:0,ST)、亚油酸(18:1,OL)、亚麻酸(18:3,LN)。其中OL,LI,and LN为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸可以预防心脑血管疾病和一些癌症。但是多不饱和脂肪酸很不稳定容易被氧化，在加工的过程中容易氢化产生反式脂肪酸。反式脂肪酸能引起冠心病和动脉硬化等疾病。增加油酸的比例可以减少因氢化过程而产生的反式脂肪酸。因此在增加油分的同时提高油酸比例是大豆油分育种的重要目标。

油体常期以来被认为是沉积在细胞质内含物，近些年来被认为是广泛分布在细胞中的一种复杂的动态细胞器。但是在不同类型细胞中油体的大小差异很大，范围是从 1-100μm。油体表面由两亲性的单层磷脂、糖脂和甾醇等等组成，中间含有中性脂质如三酰甘油、二酰甘油、固醇酯和视黄酯等。油体是储存脂肪的重要场所，通过对脂肪的储存，油体可以防止细胞因积累过多的脂肪而导致脂中毒现象。此外油体还参与膜运输、细胞信号转导和细胞蛋白代谢。它不仅与人类病原体的传染周期有关。还为多种反应提供了场所。关于油体的形成途径有很多模型，至今没有足够多的证据去支持哪一种模型是足够正确的，现在科学家公认的是油体是在内质网和外核膜合成的。油体的大小可以被一些脂质(如磷脂酰胆碱和磷脂酸)调控，一些关键的蛋白(例如Fsp27，SEIPIN， FITM2和perlipin 1)也能影响油体的大小。这些蛋白质可能通过直接或间接影响油体表面的磷脂的水平和组成来调节油体的大小。其中SEIPIN基因为研究热点基因，该基因最初在脂肪代谢障碍的病人中被鉴定出来，随后酵母、果蝇和小鼠的SEIPIN基因均被研究，研究发现它们均能调控油体的大小，并能影响细胞中的脂肪含量。证明证明SEIPIN 家族蛋白调控油体合成的功能在不同物种中是保守的。

SEIPIN蛋白定位在内质网上，在油体合成中具有关键作用，SEIPIN蛋白与油体结合，能够使油体固定在内质网上，以此来影响油体的萌芽。SEIPIN基因突变后，萌芽过程紊乱，将会形成超大型的油体。近年来，植物中的SEIPIN基因也能鉴定出来。研究发现，拟南芥中有三个SEIPIN基因，3个基因均能影响油体的合成，过表达At-SEIPIN1 能增加拟南芥种子的油分总含量，并能改变拟南芥油分的脂肪酸组成，RNAi的拟南芥种子显著变小，种子的千粒重也降低。在蓖麻中过表达At-SEIPIN1基因也能增加种子的含油量，并能增加HydroxyFatty的含量。最新的研究发现，拟南芥seipin2seipin3双突变体和seipin三突变体的种子和花粉中出现了超大的油体，它们的萌发速度显著降低。拟南芥SEIPIN家族基因的研究表明，植物SEIPIN基因同样具有调控油体大小和影响油分积累的功能。但是对重要油料作物(大豆、油菜、大豆)的SEIPIN家族，尚无任何功能研究。

发明内容：