[发明专利]一种大豆Gm-SEIPIN1A基因及其应用

说明书

一种大豆Gm‑SEIPIN1A基因及其应用属基因工程技术领域，本发明的大豆Gm‑SEIPIN1A基因，其DNA序列如SEQ ID NO:1所示；本发明的大豆Gm‑SEIPIN1A基因所编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No:2所示；一种植物表达载体，包含本发明的大豆Gm‑SEIPIN1A基因所编码的蛋白质。转Gm‑SEIPIN1A的酵母突变体的油分明显提高，与酵母突变体油分相比提高了20.48％。转Gm‑SEIPIN1A基因的拟南芥种子的含油量明显提高，最高提高了18.2％。本发明的Gm‑SEIPIN1A基因能提高转基因植物种子的油分含量，对培育高油大豆品种具有重要意义。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种大豆Gm-SEIPIN1A基因及其应用。

背景技术

大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)在世界范围内广泛种植，是一种重要的豆类作物，为 人类和家畜提供饮食蛋白和油脂。在2017年大豆产量占油料种子产量的59％，占了蔬菜油消 费的29％。(http://www.soystats.com)是世界上最重要的油料作物。大豆油主要含有五种脂 肪酸，依次为棕榈酸(16:0,PA)、硬脂酸(18:0,ST)、油酸(18:0,ST)、亚油酸(18:1,OL)、 亚麻酸(18:3,LN)。其中OL,LI,and LN为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸可以预防心脑血管 疾病和一些癌症。但是多不饱和脂肪酸很不稳定容易被氧化，在加工的过程中容易氢化产生 反式脂肪酸。反式脂肪酸能引起冠心病和动脉硬化等疾病。增加油酸的比例可以减少因氢化 过程而产生的反式脂肪酸。因此在增加油分的同时提高油酸比例是大豆油分育种的重要目标。

油滴(Lipid droplets，LD)常期以来被认为是沉积在细胞质内含物，近些年来被认为是 广泛分布在细胞中的一种复杂的动态细胞器。但是在不同类型细胞中LD的大小差异很大，范 围是从1-100μm。它在不同类型的细胞中也有不同的名称，近几年来，科学家逐渐认同使用 油滴来描述这一细胞器。LD表面由两亲性的单层磷脂、糖脂和甾醇等等组成，中间含有中性 脂质如三酰甘油、二酰甘油、固醇酯和视黄酯等。油滴是储存脂肪的重要场所，通过对脂肪 的储存，油滴可以防止细胞因积累过多的脂肪而导致脂中毒现象。此外油滴还参与膜运输、 细胞信号转导和细胞蛋白代谢。它不仅与人类病原体的传染周期有关。还为多种反应提供了 场所。关于油滴的形成途径有很多模型，至今没有足够多的证据去支持哪一种模型是足够正 确的，现在科学家公认的是油滴是在内质网和外核膜合成的。LD的大小可以被一些脂质(如 磷脂酰胆碱和磷脂酸)调控，一些关键的蛋白(例如Fsp27，SEIPIN，FITM2和perlipin 1)也 能影响LD的大小。这些蛋白质可能通过直接或间接影响LD表面的磷脂的水平和组成来调节 LD的大小。其中SEIPIN基因为研究热点基因，该基因最初在脂肪代谢障碍的病人中被鉴定 出来，随后酵母、果蝇和小鼠的SEIPIN基因均被研究，研究发现它们均能调控油滴的大小， 并能影响细胞中的脂肪含量。证明SEIPIN家族蛋白调控LD合成的功能在不同物种中是保守 的。