[发明专利]一种脂肪酸转运蛋白及其编码基因AtFAX3基因与应用

说明书

本发明公开了一种脂肪酸转运蛋白及其编码基因AtFAX3基因与应用。本发明首次对拟南芥(Arabidopsis thaliana)中对FAX3的定位及功能进行探究。利用生物信息学分析，比对不同物种中FAX家族成员的蛋白序列，推测FAX3的作用机制。然后开展相关实验，证明了AtFAX3参与叶绿体内脂肪酸跨膜转运过程，并且主要在角果皮中起作用，从而影响拟南芥种子中的油脂合成。本发明为提高种子含油量以及品质提供了新的思路。

技术领域

本发明属于分子育种技术领域，涉及一种脂肪酸转运蛋白及其编码基因AtFAX3基因与应用。

背景技术

由于关于质体中的脂肪酸向外运输的膜转运蛋白报道很少，因此脂肪酸运出质体的机制一直存在很大的争议。李楠楠等首次在拟南芥中对AtFAX1进行了研究，研究人员分离出FAX1，并对其功能进行验证。他们发现这种叶绿体质膜定位的转运体对于生物量产生、雄性育性以及脂肪酸衍生化合物(如脂类、蜡或花粉粒的细胞壁物质)的合成至关重要(LiNannan,et al.FAX1,a novel membrane protein mediating plastid fatty acidexport..Plant biology 13.2(2015):doi:10.1371/journal.pbio.1002053.)。此外，还有研究发现在衣藻和甘蓝型油菜中，FAX1也在质体转运脂肪酸的过程中起作用([1]LiNannan,et al.Characterization of Fatty Acid Exporters involved in fatty acidtransport for oil accumulation in the green alga Chlamydomonas reinhardtii..Biotechnology for biofuels

12.1(2019):doi:10.1186/s13068-018-1332-4.[2]Xiao Zhongchun,et al.TheBrassica napus fatty acid exporter FAX1-1 contributes to biological yield,seed oil content,and oil quality..Biotechnology for biofuels 14.1(2021):doi:10.1186/S13068-021-02035-4.)。

李楠楠团队的另外一项研究中，进一步证明了质体包膜定位蛋白FAX2和FAX4作为种子胚胎质体中进行三酰基甘油(TAG)生物合成的FA输出体，主要作用在拟南芥种子灌浆过程中FA从质体运输到ER中进行TAG的生物合成(Li Nannan,et al.Two Plastid FattyAcid Exporters Contribute to Seed Oil Accumulation in Arabidopsis..Plantphysiology 182.4(2020):doi:10.1104/pp.19.01344.)。

近期研究表发现，OPDA1在杨树的损伤胁迫调控中发挥重要作用，并且OPDA1过表达植株的茉莉酸含量以及与茉莉酸合成相关基因的表达量升高。此外，OPDA1还定位于杨树叶片叶绿体内层。AtFAX3作为调控OPDA1输出的候选基因之一，猜测其也可能在提高植株损伤胁迫中起作用(Zhao Xin,et al.OPDAT1,a plastid envelope protein involved in12-oxo-phytodienoic acid export for jasmonic acid biosynthesis in Populus..Tree physiology 41.9(2021):doi:10.1093/TREEPHYS/TPAB037.)。