[发明专利]一种高油酸花生突变基因AhFAD2B-814及应用

说明书

一种高油酸花生突变基因AhFAD2B‑814及应用，属于植物分子育种领域，所述突变基因AhFAD2B‑814的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，由1140个碱基组成。本发明的花生高油酸突变体油酸脱氢酶基因的突变核苷酸序列，可以应用杂交、回交等植物常规育种方法将突变核苷酸序列导入其他普通油酸含量的花生品种或品系，提高导入AhFAD2B‑814基因突变核苷酸序列目标品种或品系的油酸含量，明显增加高油酸花生品种(系)的遗传多样性，拓宽高油酸花生的遗传基础。在高油酸花生育种中，可以通过选择携带AhFAD2A突变基因型的花生材料做亲本，使育种后代的高油酸性状选择更有目的性，并提高目标性状的出现频率。

技术领域

本发明属于植物分子育种领域，具体地说，涉及高油酸花生编码油酸脱氢酶且可以提高花生油酸含量的突变基因核酸序列及其应用。

背景技术

花生是中国重要的油料与经济作物，花生油是中国传统食用油，也是国产食用植物油的主要来源。花生油中主要有棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、山嵛酸(C22:0)和花生酸(C20:0)等脂肪酸。从各种脂肪酸的组成来看，不饱和脂肪酸约为80％(其中油酸36％-67％，亚油酸15％-43％)，饱和脂肪酸占20％(其中棕榈酸6％-11％，硬脂酸2％-6％，花生酸5％-7％，山嵛酸2％-3％)。花生种子中的脂肪酸组成及其含量是衡量其品质优劣的重要指标。油脂稳定性方面，亚油酸属多不饱和脂肪酸，其油酰残基易氧化而导致油脂腐败劣变，严重影响油脂储存期；而油酸分子只含有一个双价不饱和键，化学结构相对比较稳定，抗氧化能力强，在精炼、储藏和煎炸时不易变质，与普通花生相比，高油酸含量的花生具有更长的货架期。营养价值方面，花生油的品质对花生油固定消费人群的健康具有重要影响。油酸的营养价值较高，其可降低血液中低密度脂蛋白的含量，同时维持有益高密度脂蛋白水平，更有效地保护心脑血管，还能逆转炎性细胞因子TNF-α对胰岛素产生的抑制作用。因此，提高油酸含量已经成为花生品质育种的一个重要目标。

油酸脱氢酶(Δ12FAD或FAD2)是催化油酸的C12位上脱氢生成双不饱和亚油酸的关键酶，它控制油酸、亚油酸的含量及其比值(O/L)。分子生物学研究越来越多的证据表明，AhFAD2是油酸生成亚油酸的关键基因，决定花生种子中油酸和亚油酸的相对含量。栽培种花生(Arachis hypogaea)是具有基因组A和基因组B的异源四倍体物种(2n＝4x＝40)，AhFAD2由位于不同基因组上的2对非等位同源基因AhFAD2A和AhFAd2B共同编码，它们分别来源于花生野生种A和B基因组，该2个基因均不属于种子特异表达基因，在普通油酸含量花生品种中这2个基因或者其中之一能正常表达；而在高油酸品种中，AhFAD2A和AhFAd2B基因均突变共同导致高油酸性状的产生。

美国科学家最早从花生资源中鉴定筛选出油酸含量79％(O/L为37)的高油酸花生自然突变体F435。通过对普通油酸花生与F435序列比对发现，在AhFAD2A的编码区从起始密码子起第448bp碱基发现存在单碱基替换(G＞A)，使编码的蛋白质第150位氨基酸由天冬氨酸(D)转变为天冬酰胺(N)，而D150残基在所有FAD2中是绝对保守的，是高油酸性状的关键位点，突变导致AhFAD2A酶活性降低；在AhFAD2B基因起始密码子起第441_442bp处存在单碱基插入(442insA)，造成密码突变，导致翻译的蛋白质序列提前终止，产生无活性的蛋白。之后，美国科学家利用化学诱变直接育成了高油酸花生品种C458和M2-225，它们在AhFAD2A自然突变(G448A)基础上，诱变又使AhFAD2B基因起始密码子后第665bp和997bp处分别插入微型反向重复转座元件MITE(205bp)，导致肽链提前终止，使蛋白功能丧失。以上AhFAD2B突变基因均属于无义突变(Nonsense mutation)，使产生的蛋白不完全而丧失原基因的功能，已成为花生高油酸育种的基因源。