PlantPhysiol.Biochem|外源脱落酸在油含量等多重属性上对西伯利亚杏的影响

2020年6月14日，海南大学林学院热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室的研究人员于PlantPhysiol.Biochem上发表了一篇题为“Effectsofexogenousabscisicacidonoilcontent,fattyacidcomposition,biodieselpropertiesandlipidcomponentsindevelopingSiberianapricot(Prunussibirica)seeds”研究文献，该文献揭示了外源脱落酸在油含量、脂肪酸组成、生物油属性和脂质组分上对西伯利亚杏的影响。

背景：西伯利亚杏是蔷薇科的木本植物油种，物种丰富，西伯利亚杏籽仁（SASK）的干燥生物质中约有一半是油，常用于食品和工业应用。成熟的SASK油中已鉴定出8种脂肪酸（FA）成分，其中主要成分是油酸和亚油酸，由于生物油主要由植物油和动物脂肪制成，因此高昂的原材料成本阻碍了其的广泛利用。然而，很少有报道描述ABA如何影响种子发育过程中FA组分和含量的代谢。植物激素ABA是主要的调节因子，对于调节植物的各种生长和发育过程是必不可少的，目前尚不清楚植物中外源ABA如何影响FA组分。为了更好地理解这些过程，我们对存在外源ABA时脂质化合物和基因表达的变化进行了重要研究。

结果：对SASK的研究表明，SASK聚集的时间分布在整个开发过程中呈S型分布。使用这种模式，确定了油藏早期（4WAA），中期（6WAA）和后期（8WAA）的三个关键时期，并分别检查了每个阶段以进行ABA处理和对照的比较分析。结果表明，外源ABA的添加对发展SASK中的油藏具有积极作用。

图1.ABA处理样品和对照样品之间的油含量比较分析.

植物中的储存油主要以三酰基甘油（TAG）的形式储存。脂质组学结果表明，在发展SASK时，TAG的主要种类为18：1/18：1/18：2、18：1/18：1/18：3、18：2/18：2/18：2，18：1/18：1/18：1、16：0/18：1/18：2和16：0/16：0/18：2。在这些组分中，18：1/18：1/18：2和18：1/18：1/18：3是TAG的主要成分。在SASK的发展过程中，用外源ABA处理会导致18：1/18：1/18：2、18：2/18：2/18：2和18：1的更高积累。

图2.ABA处理和对照样品中TAG主要成分的比较分析.

在SASK发育中，PA的主要成分为18：1/18：1和16：0/18：2。结果表明PA-18：1/18：1对于SASK开发中的油藏可能是重要的。

图3.ABA处理和对照样品中PA和DAG主要成分的比较分析.

分析发现，在SASK开发过程中，主要的DAG成分为18：1/18：1、18：2/18：2和18：3/18：3。结果表明，除了Kennedy途径中PA衍生的DAG以外，在发展SASK的过程中还有其他生物合成或修饰途径用于DAG的产生。

在植物中，膜脂质磷脂酰胆碱（PC）在调节酰基链的通量中起主要作用，而酰基链与酰基编辑有关。脂质组学数据显示，18：1/18：1代表PC中的主要成分。另外，18：1/18：1的主要分子种类在PC和DAG之间显示出相似的时间分布，这也说明PC和DAG之间的酰基链紧密连接。

图4.ABA处理和对照样品中PC主要成分的比较分析.

在油藏的关键阶段（6WAA），ABA处理的样品中的ABI3和ABI4的平均表达高于对照样品中的平均表达，但ABA处理仅显著提高了ABI3。

图5.qRT-PCR在油藏关键阶段基因的相对表达.

结论：在这项工作中，我们测试了ABA对脂质积累和生物油特性的影响。外源ABA增加了SASK中的总油含量。此外，在SASK油中检测到8种FA，外源ABA的应用也影响了SASK的生物油性能，从而基于各种生物油标准产生了更高品质的燃料。另外，脂质组学数据提供了有关脂质化合物的详细信息。表达分析表明ABA处理上调了ABI3的表达转录因子，刺激SAD6，FAD2和KCS1的表达，从而引起不同FA含量的变化。这些发现将有助于SASK油的质量改善，以及我们对脂质组分所涉及途径的基本理解。

文献链接：

https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.06.020

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