摘要
油菜是世界上重要的油料作物，提高种子含油量是油菜重要的育种目标之一。油体作为一种脂质储存结构，其数量和大小在一定程度上可以反映种子的含油量。本研究通过生物信息学方法从甘蓝型油菜中鉴定出油体蛋白（oleosin）家族基因，并对其启动子区域顺式元件及转录结合位点进行了预测。分析了种子不同发育阶段油体蛋白基因的表达模式，挖掘差异表达的油体蛋白基因。利用共表达网络揭示了油体蛋白基因在油脂含量积累中的分子调控网络。同时结合50份重新测序中国半冬油菜材料对油体蛋白基因区域关联分析，进一步挖掘影响种子油含量积累的新基因/位点。基于油体蛋白基因的共表达及基因调控网络，筛选到潜在调控油脂的转录因子BnbZIP12,对其进行了功能验证分析。主要结果如下: 1、通过生物信息学方法，在甘蓝型油菜基因组中共鉴定出53个油体蛋白基因。53个油体蛋白基因的启动子序列中含有各种光、激素和应激相关顺式作用元件，同时25个转录因子家族基因在其启动子区域含有转录因子结合位点。研究了两个高含油量和两个低含油量材料之间油体蛋白基因的表达差异，在授粉后25、35和45天，在两种不同的环境中，BnOLEO3-C09、BnOLEO4-A02、BnOLEO4-A09、BnOLEO2-C04、BnOLEO1-C01和BnOLEO7-A03在高含油量材料中的表达量高于低含油量材料。此外，共表达网络及基因调控网络显示，BnOLEO基因与脂质/脂肪酸代谢、转录因子、脂质转运和碳水化合物基因直接相关，从而形成了参与油菜籽油积累的分子调控网络。 2、对50份重新测序的油菜种质进行了区域关联分析，以进一步分析6个具有差异表达水平的BnOLEO基因，发现BnOLEO1-C01和BnOLEO7-A03基因区域的核苷酸变异与籽粒含油量的表型变异相关。鉴定的优良单倍型可用于分子标记辅助选择，进一步提高油菜籽油含量。 3、基于油体蛋白基因的共表达及基因调控网络和启动子区域分析结果，挖掘了可能潜在调控油脂的转录因子BnbZIP12-C04。为了研究BnbZIP12-C04在油菜籽油脂合成中的作用，克隆了 BnbZIP12-C04的DNA序列，并构建BnbZIP12-C04过表达载体转化甘蓝型油菜Westar。T1代转基因材料与野生型材料相比，转基因材料中含油量和亚油酸水平显著提高，油酸水平显著降低。基因表达分析结果显示，BnbZIP12-C04可能直接或间接调节 BnOLEO1-A08、BnWRI1、BnFUS3、BnABI3、BnBCCP1、BnCAC2、BnCAC3、BnFAB2、BnFAD2、BnKAS2和BnMOD1的表达来介导脂肪酸生物合成。其中BnFAB2的转录水平减少，BnFAD2转录水平增加，可能是转基因油菜中油酸的比例降低，亚油酸的比例提高的原因。基于该实验，初步验证了 BnbZIP12基因在油菜油脂积累中的功能。
NETL