拟南芥脂肪酸去饱和酶Fad2对植物耐盐性的影响

植物在受到盐、干旱、高温和低温等外界非生物胁迫时，可以通过改变细胞中不饱和脂肪酸组分的含量来改变脂肪酸的不饱和程度，以应对所受到的胁迫，但目前其作用机理尚不十分清楚。前期的研究结果表明，脂肪酸去饱和酶Fad3、Fad7和Fad8通过改变植物的不饱和脂肪酸含量，从而在植物抵抗干旱和盐胁迫中起着重要的作用。在拟南芥ω-6脂肪酸去饱和酶突变体fad2中，植物细胞脂肪酸的不饱和程度大大降低。突变体由于fad2缺少定位于内质网上的脂肪酸ω-6去饱和酶，造成底物18:1的积累和产物18:2的减少。本课题计划利用拟南芥fad2突变体，分析该基因与植物耐盐性的相关性，并揭示该基因参与植物抗盐的作用机理，为植物耐盐性研究提供科学依据。

植物在受到外界非生物胁迫如盐、干旱、高温和低温等胁迫时，能够通过改变细胞中不饱和脂肪酸组分的含量来改变脂肪酸的不饱和程度来应对所受到的胁迫，但目前其作用机理尚不十分清楚。前期的研究结果表明脂肪酸去饱和酶Fad3、Fad7和Fad8通过改变植物的不饱和脂肪酸在植物抵抗干旱和盐胁迫中起着非常重要的作用，我们的结果表明，Fad2对植物的耐盐性有着重要的作用。在拟南芥ω-6脂肪酸去饱和酶突变体中，植物细胞脂肪酸的不饱和程度大大降低。突变体fad2缺少定位于内质网上的脂肪酸ω-6去饱和酶，造成底物18:1的积累和产物18:2的减少。我们的结果如下：.（1）突变体fad2的基因序列分析表明，Fad2蛋白活性位点旁边发生了一个点突变，影响了蛋白的正常结构，造成了去饱和酶活性的丧失。Fad2能够恢复突变体的油脂组成，而fad2突变基因不能恢复。.（2）RT-PCR和GUS染色的结果表明，Fad2在拟南芥的各个时期和各个组织中组成型表达，并且其表达量很高。Fad2的表达受到NaCl和mannitol的轻度调控。.（3）在酵母中异源表达拟南芥Fad2可以提高酵母的耐盐性。.（4）在盐胁迫条件下，相比野生型，突变体fad2对NaCl、mannitol和KCl处理敏感，并且在高盐胁迫下，突变体fad2的存活率明显下降。而Fad2能够恢复突变体的敏感表型。说明突变体fad2对NaCl和mannitol处理敏感是由于Fad2去饱和酶活性丧失造成不饱和脂肪酸含量下降引起的。.（5）fad2对NaCl胁迫敏感是因为在盐胁迫下，突变体fad2中不饱和脂肪酸含量的下降破坏了细胞的离子均衡并影响了抗氧化酶的活性。