大豆是人類植物油的重要來源,改良大豆油品質(zhì)是大豆育種的重要目標(biāo)。α-亞麻酸(ALA,18:3)是人體所必需的一種ω-3脂肪酸,具有較高的保健和營養(yǎng)價值。大豆α-亞麻酸的合成受到3個脂肪酸去飽和酶FAD的催化。然而,由于這3個FAD的活性較低或有一些未知的調(diào)控機(jī)制,普通大豆油中α-亞麻酸含量僅有約8%。
雷斯克勒(Lesquerella,Physaria Fendleri)是生長于美國西南部的一種新的油料植物,具有很大的應(yīng)用前景。研究人員從雷斯克勒中分離到FAD3-1基因,并利用兩個種子特異表達(dá)啟動子——β-伴大豆球蛋白β-congicinin啟動子(Pβ-CON)和菜豆蛋白啟動子(PPHAS),以及組成型啟動子花椰菜花葉病毒35S(P35S)構(gòu)建了表達(dá)載體。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化,研究者分別獲得了21、7和17株轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)過PCR、QPCR、RT-PCR、Southern blot等一系列分子鑒定,證實(shí)了轉(zhuǎn)基因植株中T-DNA的插入和表達(dá)。利用氣相色譜分析大豆種子的脂肪酸組成發(fā)現(xiàn),Pβ-CON:PfFAD3-1、PPHAS:PfFAD3-1、P35S:PfFAD3-1轉(zhuǎn)基因T1代種子中18:3脂肪酸含量分別是對照大豆的7倍、4倍和1.6倍。Pβ-CON:PfFAD3-1 T1大豆中18:3含量的增加導(dǎo)致了總脂肪酸含量增加52.6%,同時18:1含量下降幅度比18:2更大。對12個轉(zhuǎn)β-CON:PfFAD3-1 T1大豆株系農(nóng)藝性狀的調(diào)查結(jié)果表明,幾個轉(zhuǎn)基因品系的株高、分枝數(shù)、節(jié)數(shù)、莢數(shù)、總粒數(shù)和籽??傊鼐@著高于非轉(zhuǎn)基因大豆,轉(zhuǎn)基因株系的種子長度也增加了6%-14%。此外,PPHAS:PfFAD3-1 T2代的18:3含量也保持了42%的增幅。
該研究為開發(fā)高價值大豆油提供了新的思路。