高等植物长链脂肪酸ω-氧化代谢途径及其生物学意义的研究

长链脂肪酸ω-氧化代谢途径的存在及其生物学意义在高等植物中尚无明确报道。在本项研究中，我们拟在对高等植物长链脂肪酸ω-氧化代谢途径相关的4个FAO基因和8个ω-长链脂肪酸P450羟基酶基因的组织定位，表达和体内蛋白质相互作用,酶及其底物，可能形成的代谢新途径以及最终产物进行详细的研究。这些研究不但有利于我们更好的认识高等植物的脂肪酸代谢途径以及相关衍生的，可能存在的分子信号传递和新的抗逆机制，还同时可能利用这些认识来改造粮食作物如油菜，通过分子工程设计手段进行基因工程和代谢工程实验。

长链脂肪酸ω-氧化是一些生物体中一条具有特殊生物学意义、但目前又不很了解的代谢途径。高等植物FAO 作为该途径中一个关键性的酶，是了解长链脂肪酸ω-氧化代谢途径发生和发展过程的重要环节。结合已有对工业酵母的认识和充分利用当前丰富的网络信息资源，在模式植物拟南芥和油料作物油菜上进行深入的理论性研究。不但有利于我们更好的认识高等植物的脂肪酸代谢途径,而且有望相关衍生的、可能存在的信号传递途径以及新的抗逆机制。. 围绕以上研究宗旨，确立该项研究的计划研究目标是：拟南芥中FAO 蛋白和ω-长链脂肪酸P450 羟基酶的生物学功能；可能存在的和FAO 蛋白和ω-长链脂肪酸P450 羟基酶的相关的未被发现的脂质相关压力信号途径；寻找拟南芥中FAO 蛋白和ω-长链脂肪酸P450 羟基酶的产物；利用上述研究成果，对油菜进行作物改良。随着研究的深入展开，根据国内外的研究进展状况及本研究的阶段性试验结果，对研究内容略作调整，将研究重点集中到FAO3、Fao4b醇氧化酶的抗冷功能分析及分子机理研究，同时利用生物信息学方法对FAO醇氧化酶的起源、生物进化及可能功能进行了预测分析，并对农业生产中的重要作物大豆的GmFAO1基因进行了同源克隆、序列及结构分析、酶活性分析及可能功能预测等。该项目研究揭示了与植物的脂肪酸代谢途径相关的新的抗逆机制，同时为进一步利用脂肪酸代谢途径对水稻、大豆等农业生产重要粮食作物进行品种改良和优化提供了基础平台。