在大豆中过表达小球藻（Chlorella ellipsoidea）的DGAT1基因可以提高油脂含量，并影响脂质代谢

过表达Chlorella ellipsoidea DGAT1基因显著提高大豆种子油含量及脂肪酸组成，代谢组学分析揭示关键脂代谢通路及调控机制。

摘要

主要结论

在大豆中过表达Chlorella ellipsoidea DGAT1可提高种子中的油含量，并改变脂肪酸的组成，从而对脂质代谢产生显著影响。

摘要

高油含量的转基因大豆种质对于扩展大豆育种资源具有重要意义。本研究将来自Chlorella ellipsoidea的CeDGAT1基因（该基因编码三酰甘油合成的关键限速酶）通过Agrobacterium介导的转基因方法导入大豆胚叶节中，从而获得了基于Dengke12大豆品种的过表达系CeDGAT1-OE#7。首先，qRT-PCR分析表明CeDGAT1在CeDGAT1-OE#7转基因系的所有组织中均得到表达。与野生型相比，其种子的总油含量平均提高了2.27%。脂肪酸成分分析显示：棕榈酸（16:0）、硬脂酸（18:0）和油酸（18:1）的含量分别平均增加了1.34%、0.62%和5.91%；而亚油酸（18:2）和亚麻酸（18:3）的含量则显著低于野生型。进一步通过代谢组学分析（针对三个不同发育阶段的种子），共鉴定出1467、1461和1078个差异表达的代谢物（DEMs）。利用KEGG通路分析这些代谢物，发现与脂质代谢相关的两条通路——亚油酸代谢和α-亚麻酸代谢通路——其中亚油酸代谢通路中的7个代谢物同时下调，这表明这些代谢物可能在CeDGAT1过表达的响应中起关键作用。总之，本研究开发出了高油含量的转基因大豆种质，为未来的育种工作提供了新的资源；同时，这些研究结果也加深了我们对油积累和脂肪酸代谢分子机制的理解。