高含油量油菜新品种的创制及其分子机制研究

油菜是我国重要的油料作物之一，研究油菜籽油脂形成的调控机制并培育高含油量的油菜新品种具有重要的理论意义和经济价值。我们发现过表达拟南芥转录因子LEAFY COTYLEDON1 (LCE1)和LEAFY COTYLEDON1-LIKE (L1L) 基因可以显著提高转基因植物中的含油量。但组成型或种子特异过量表达LEC1和L1L导致严重的发育异常。因此，我们改造、构建了在种子特异、低水平适量表达的启动子D6和D7。本研究拟用D6和D7启动子驱动转录因子BnLEC1和BnL1L在油菜种子中过量表达，获得高含油量的转基因油菜；并以高含油量的转基因油菜为研究材料，以生物化学、分子生物学和功能基因组学等手段, 阐明BnLEC1和BnL1L在油菜油脂积累过程中的调控机制，为通过分子操作与分子育种途径改良我国油菜品种的产量和品质奠定材料基础。

油菜是我国重要的油料作物之一，研究油菜籽油脂形成的调控机制并培育高含油量的油菜新品种具有重要的理论意义和经济价值。我们发现过表达拟南芥转录因子LEAFY COTYLEDON1 (LCE1)和LEAFY COTYLEDON1-LIKE (L1L) 基因可以显著提高转基因植物中的含油量。但组成型或种子特异过量表达LEC1和L1L导致严重的发育异常。因此，我们改造、构建了在种子特异、低水平适量表达的启动子D6和D7。本研究用 D6和D7驱动BnLEC1 和BnL1L在油菜种子中表达，在不影响植物正常生长的前提下，可以大幅度地提高油菜种子中的油脂含量。进一步的研究表明，在转基因油菜的种子发育过程中，脂肪酸合成相关的酶以及糖酵解过程中的酶的基因表达水平显著提高。此外，蔗糖合成与转运相关的基因的表达水平也受到显著上调。与此相对应的是转基因油菜种子中的蔗糖与果糖的积累也明显升高。上述结果表明转录因子BnLEC1 和BnL1L通过诱导脂肪酸合成相关基因及糖酵解、蔗糖合成及转运相关基因的表达，通过调控种子中的碳流向脂肪酸合成的流动从而促进了脂肪酸的合成。