华中农业大学探索异源表达动物基因影响农艺性状潜力机制

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关键词：

来源：

Plant Biotechnology Journal

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//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/bb6ef081-1308-4534-9077-9266b08f573a

来源地址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.70152

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-06-09

摘要：

2025年6月9日，华中农业大学油菜团队研究成果以“Cell death-Inducing DNA Fragmentation Factor Alpha (DFFA)-like Effectors (CIDEs) improve lipid droplets formation and oil accumulation in plant tissues”为题在Plant Biotechnology Journal发表。研究揭示了动物脂滴蛋白CIDE在植物脂滴形成与油脂积累中的作用，并探索了CIDE影响油菜种子油脂积累的潜在机制。为油菜籽油增产提供了全新生物技术策略。油菜（Brassica napus）是全球第三大油料作物，其种子油不仅用于食品加工，也是生物柴油的重要原料。然而，种子含油量是典型的数量性状，提升油菜种子含油量相对困难。脂滴（Lipid Droplets, LDs）是细胞内储存油脂的关键结构，其形态与数量直接影响油脂积累效率。动物中研究显示，CIDEs基因家族（CIDEA、CIDEB、CIDEC）能调控脂滴融合与扩张，但植物中尚未发现其同源基因。为探究CIDEs在甘蓝型油菜中的功能，在油菜种子中特异表达CIDE。近红外光谱分析显示，CIDEs过表达株系种子含油量较野生型（WT）提高7.4%-11.3%，其中油酸（C18:1）为主要增加的脂肪酸。CIDEs过表达株系种子的蛋白质含量与WT无差别，但可溶性糖含量显著降低。透射电镜（TEM）观察发现，转基因种子中脂滴体积显著增大。ImageJ定量分析表明，CIDEs过表达株系种子中脂滴数量减少20.9-34.7%，但单个脂滴面积增加76.2-104.7%，单位面积内脂滴总覆盖面积提升30.3-36.6%。对种子进行萌发试验，发现种子脂滴形态变化不影响种子萌发率。同时，CIDE不影响植物的农艺性状。进一步的研究表明，CIDEs的表达可以促进种子的糖酵解、TCA循环及能量代谢，最终促进种子油脂的积累。