近日,中国热科院椰子所油棕品种改良课题组在揭示油棕关键基因家族EgFADs调控不饱和脂肪酸合成机制方面取得新进展。该团队阐明EgFADs基因在不饱和脂肪(UFA)生物合成中的调控机制,发现FAD2/6/7基因簇通过动态基因表达模式与C18 UFA组成调控密切相关,研究结果通过靶向调控FAD基因来提高单不饱和脂肪酸含量的遗传改良研究奠定理论基础。
油棕是全球重要的热带油料作物,棕油占全球植物油消费量的36%,然而,棕榈油的饱和脂肪酸含量约占 50%左右,限制了其市场推广与应用。因此,通过分子遗传手段提高不饱和脂肪酸含量,对拓展棕榈油消费市场具有重要意义。
图1 FAD基因家族系统发育树
脂肪酸去饱和酶(FADs)是参与脂质代谢及植物脂肪酸去饱和过程的关键酶类,本研究首次在油棕中完成了EgFADs基因家族的全基因组鉴定与系统性功能解析,共鉴定出11个EgFADs基因,分为五个亚家族(图1)。启动子区域中茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)响应型顺式作用元件的显著富集表明,植物激素信号通路通过调控EgFADs基因表达,在脂肪酸脱饱和过程中发挥关键作用,为通过外源调控激素水平调节脂质代谢提供了理论依据。此外,通过将EgFADs基因表达量与不饱和脂肪酸含量进行相关性分析,发现特定EgFADs基因的表达谱与单不饱和脂肪酸(UFAs)积累模式存在显著关联,其中FAD2、FAD6和FAD7基因簇在调控C18脂肪酸脱饱和过程中发挥重要调节作用,尤其FAD2.1最为关键(图2)。
图2 油棕不饱和脂肪酸生物合成途径及相关基因热图
相关研究成果以“Molecular insights into the EgFAD gene family driving unsaturated fatty acid formation in oil palm”为题发表于《Industrial Crops and Products》。中国热科院椰子所研究实习员李欣瑜和华中农业大学联培硕士研究生周翠莲为共同第一作者,中国热科院叶剑秋研究员和曹红星研究员为论文通讯作者。此研究得到热带作物生物育种全国重点实验室创新团队、中央级公益性科研院所基本科研业务费等项目资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121900