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α-亚麻酸(ALA)是一种人体必需的ω-3系列多不饱和脂肪酸,在体内可以代谢为DHA和EPA,具有增强智力、保护视力、预防心脑血管疾病、调节血压、血脂等功能。目前,ALA主要来源于深海鱼油,但我国食用油以植物油为主,如菜籽油、豆油、葵花油等,但它们ALA含量都较低,因此,在正常饮食情况下,我国国民每日摄入的ALA往往达不到人体所需。为改善国人ALA摄入不足的现状,开发富含ALA的植物资源具有重要的意义。菜籽油是我国主要的食用油之一,如果能提高油菜籽中ALA含量,则可以提高菜籽油的营养价值,并可以成为一个高含量的植物ALA来源。植物ALA主要存在于植物种子油脂中,由ω-3脂肪酸脱氢酶(FAD3、FAD7、FAD8)催化亚油酸转化而来,ω-3 FAD基因是ALA合成途径中的一个关键限速酶基因,通过调节该基因的过量表达,可以提高植物中ALA含量。紫苏是目前发现的ALA含量最高的油料作物,本研究利用PCR技术,克隆了紫苏高表达的FAD3、FAD7基因,并构建种子特异性表达载体pC2301M1NPB-EFAD3,pC2301M1NPB-EFAD7,通过农杆菌介导法进行了美国烟草和中双11号油菜的遗传转化研究。主要取得了如下研究结果:1、克隆获得的紫苏FAD3基因片段全长1240bp,FAD7基因片段全长长1370bp,通过NCBI在线比对,与已发表的紫苏FAD3/FAD7基因同源性均高达99%以上,可以用来构建表达载体。2、成功构建了pC2301M1NPB-EFAD3、pC2301M1NPB-EFAD7种子特异性表达载体;该表达载体具有种子特异性启动子nap A启动子和nptⅡ筛选标记。3、以烟草叶片为外植体,通过农杆菌介导法对烟草进行了遗传转化研究。通过Kan抗性初步筛选出批量抗性植株,对抗性植株进行分子鉴定,结果表明:有24株能扩增出NAP+FAD3基因片段,26株能扩增出NAP+FAD7基因片段,说明紫苏FAD3、FAD7基因已成功地整合到烟草的染色体中。qRT-PCR分析结果表明,紫苏FAD3基因在转基因烟草种子中的表达不稳定,有升高也有降低。种子脂肪酸成分分析显示,有一株FAD3转基因烟草的ALA含量升高,ALA含量约为FAD3转基因阴性烟草的2.4倍,同时亚油酸含量升高,油酸含量降低;但其FAD3基因表达量并没有升高而是降低。其他FAD3转基因烟草的ALA含量与转基因阴性烟草几乎没有变化,但它们基因表达量却明显升高。检测的FAD7转基因烟草阳性植株与阴性植株的ALA含量没有差异。4、以4天龄的油菜子叶为外植体,通过农杆菌介导法对油菜进行了遗传转化研究。通过Kan抗性筛选和分子鉴定,获得1株含有紫苏FAD3基因的转基因油菜,编号为8,说明紫苏FAD3基因已成功整合到油菜的染色体中。RT-PCR分析结果发现,紫苏FAD3基因只在8号油菜的种子中表达,而在叶片中不表达,说明构建的种子特异性表达载体成功地将紫苏的FAD3基因表达限制在了种子内。qRT-PCR分析显示,紫苏FAD3基因在8号转基因油菜中表达量明显高于5号转基因阴性油菜,说明紫苏FAD3基因在8号油菜中正常表达。