油棕脂肪酸外运蛋白基因FAX1的克隆及表达分析

摘要

油棕(Elaeis guineensis Jacq.)原产非洲,是重要的热带木本油料作物,产油效率极高。目前油棕广泛种植在东南亚、非洲、中南美洲和我国的海南、云南、广东、广西等省(区),油棕果实压榨的棕榈油是重要的食用油和工业原料。脂肪酸在植物质体中合成,然后转运到内质网上进行加工和修饰。为了研究油棕脂肪酸的转运机制,以‘热油4号’油棕为研究对象,采用生物信息学和荧光定量PCR挖掘控制油棕脂肪酸转运的关键基因。脂肪酸外运蛋白1(fatty acid export 1, FAX1)是植物脂肪酸转运蛋白,介导细胞内脂肪酸从质体向外运输,在脂质合成中起着重要的调控作用。本研究从油棕中克隆了3个EgFAX1基因(EgFAX1-1,EgFAX1-2,EgFAX1-3),对其氨基酸长度、分子量、等电点、蛋白不稳定指数、脂肪族系数、总平均亲水性、染色体定位、基因结构、保守功能域、进化关系和表达特征进行分析。结果表明:3个EgFAX1基因编码的肽链氨基酸长度分别为189、231和232,分子量分别为20.43、24.85、24.92 kDa,等电点为分别9.82、9.82和9.93,蛋白不稳定指数分别为48.01、49.71和50.09,脂肪族系数分别为81.06、84.07和83.28,总平均亲水性分别为为0.071、0.121和0.106,分别含有2、5、7个外显子,都含有FAX1的特征结构Tmemb;4蛋白结构域。将油棕与拟南芥、水稻、大豆、油菜、番茄、绿藻、红藻、盘藻、团藻、长囊水云、细小微胞藻和小球藻的FAX1氨基酸序列做进化分析,发现EgFAX1与大豆和番茄的亲缘关系较近。采用荧光定量PCR分析3个EgFAX1基因EgFAX1在油棕根、茎、叶、花和果中的表达特征,发现EgFAX1在花和果实中的表达量较高;同时分析3个EgFAX1基因油棕花后15周、17周、21周和23周果实中的表达特征,发现3个EgFAX1基因均在油棕果实发育过程中先升高,到达峰值后逐渐降低,其中EgFAX1-1在花后17周的果实达到峰值,EgFAX1-2和EgFAX1-3在花后21周的果实中达到峰值。本研究为进一步探索EgFAX1调控油棕脂肪酸运输的机制奠定基础。