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TUhjnbcbe - 2024/9/9 16:47:00

增加omega-3和减少omega-6FA会使大豆油更符合人类营养的每日推荐量(RDA)比例,另一方面,具有高水平饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)的油具有出色的氧化稳定性和高熔点,这赋予烘焙应用卓越的性能,含有低多不饱和脂肪酸(PUFA)的大豆油减少了对大量氢化的需求,氢化过程会产生大量反式脂肪酸,这会对心脏健康产生负面影响,积累某种脂肪酸可以满足特定应用中的特定需求。


  大多数与高油酸作物相关的研究都集中在防止或减轻由FAD2家族控制的18:1至18:2通量。大豆基因组中有7个FAD2同系物,在系统发育树中分为两组,包括两个GmFAD2-1和五个GmFAD2-2。两种GmFAD2-1均在种子中高度表达,而GmFAD2-2成员表现出不同的表达模式(除了未表达的GmFAD2-2A在其CDS中被截短bp)。同时敲除两个GmFAD2-1会导致80%的油酸积累,而亚油酸会减少(减少到1.3~1.7%),而不会影响种子中的蛋白质和油含量。


  油酸含量显着增加的作物种质可能对农艺性能(例如株高、种子发芽)产生不利影响,最终导致质量或产量低下。例如,水稻中FAD2的抑制在很大程度上影响淀粉特性;与富含18:2的品种相比,离解更稳定的直链淀粉-脂质复合物需要更高的温度。油酸含量超过80%的油菜突变系显示植物形态发生迟缓,种子含油量降低7-11%,但蛋白质含量增加。


  沉默GhFAD2–3在棉花中通过RNAi严重阻止了花药发育,这说明18:2的生物合成对于雄性生育力至关重要。尚无高18:1大豆种质对正常生理产生不利影响的报道;然而,有充分的证据表明FAD2对于植物和其他真核生物的抗逆性是必不可少的。


  在大豆中,当种植在寒冷的土壤中时,高油酸G00-近等基因系(NILs)的发芽率显着低于正常NILs。此外,降低fad2中液泡和质膜中的多不饱和脂肪酸含量与拟南芥中较低的Na+/H+交换活性有关,这使其更容易受到盐胁迫。


  可以预见,定位于液泡的GmFAD2-2B可能与耐盐性有关,在基因操作过程中应考虑到这一点。总的来说,数据表明,应进一步评估油中18:1含量增加的大豆种质对植物生长和发育的辅助影响,尤其是在胁迫条件下。


  幸运的是,GmFAD2在各种组织中的差异表达和亚细胞定位提供了操纵特定FAD2而不会对农艺性状产生不利影响的可能性,例如,下调种子特异性FAD2或保留一个完整的FAD2同系物可能是在种子中保持18:1高水平而不阻碍植物生长的替代策略,通过C-to-G碱基编辑或通过高频靶向编辑FAD2启动子的顺式调控元件来降低其表达水平来减弱FAD2活性,为积累油酸提供了新途径,对生长的不利影响较小。因此,GmFAD2的种子特异性敲除或沉默旁系同源物可以避免对大豆生长发育的负面影响。


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