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油菜是重要的食用油来源,研究影响油菜种子油分积累的相关因素,有利于改善种子脂肪酸组分和含量,指导农业生产。不同脂肪酸组分具有不同的市场价值,以油酸(C18:1)为底物,在去饱和酶基因FAD2、FAD3的作用,合成亚油酸和亚麻酸,是高品质食用油的主要来源;也可以在脂肪酸延长酶基因FAE1的作用下,合成超长链脂肪酸,包括芥酸,是重要的工业原料。植物激素调控植物整个生长发育过程,彼此存在着促进或拮抗作用。实验室研究发现赤霉素信号增强造成拟南芥种子含油量下降,脂肪酸组分受到影响,喷施赤霉素信号减弱剂能增加油菜种子含油量。脱落酸(Abscisic acid,ABA)与赤霉素(Gibberellin acid,GA)在多个植物生理过程中存在拮抗作用,所以,脱落酸(Abscisic acid,ABA)对种子油分积累的作用机制值得研究。本研究共分为三部分:不同浓度的ABA喷施拟南芥植株;不同浓度ABA喷施油菜品种九二-13系、浙油50植株;用含有不同浓度ABA的MS培养基培养九二-13系、浙油50发育28天(Days after pollination,DAP)的离体种胚。研究发现:1.适宜浓度的脱落酸(Abscisic acid,ABA)促进拟南芥叶片衰老变黄和油菜角果干枯。抽薹前喷施高浓度(100 μM、200 μM)ABA抑制拟南芥荚果发育。2.喷施适宜浓度脱落酸能够促进种子油分积累,在油菜品种九二-13系喷施5μM的ABA处理组中达到显著水平。油菜品种浙油50种子含油量没有显著差异,说明对不同油菜品种喷施ABA时要根据生育时期考虑喷施浓度和喷施时间。脱落酸对油分积累的影响存在双重作用,高浓度脱落酸不利于油分积累。3.在脱落酸喷施拟南芥、油菜实验中,ABA抑制芥酸合成,促进油酸、亚油酸、亚麻酸合成,在品种九二-13系中达到显著水平。qPT-PCR检测显示,FAE1在喷施拟南芥、油菜实验中均被下调,抑制C18:1的延长过程,间接促进脂肪酸的去饱和过程,促进多元不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)的积累。4.收获发育28DAP的油菜种子进行离体培养,种子含油量受ABA的影响不显著,脂肪酸组分受到显著影响。与喷施实验相反,种子中硬脂酸C18:0显著增加,多元不饱和脂肪酸PUFA(亚油酸C18:2、亚麻酸C18:3)显著减少,超长链脂肪酸(C>18)显著增加。由于设定浓度过高,处理组中种子脂肪酸合成基因和降解因子均受到抑制,其中FAE1基因受到影响较小,FAD2基因的表达水平受到极显著抑制作用。分析可知,ABA抑制FAD基因调控的C18:1去饱和途径,导致多元不饱和脂肪酸(C18:2、C18:3)含量显著下降,间接促进长链脂肪酸积累。5.在喷施拟南芥实验中,20 μ处理组的脂肪酸平均值最高,种子储藏蛋白含量显著低于对照组。用5 μM的ABA喷施九二-13系,种子脂肪酸显著增加,种子储藏蛋白含量极显著下降。因此,ABA调控蛋白质与脂肪酸的底物竞争关系。喷施实验和体外胚实验得到相反的脂肪酸组分结果,可能是因为角果壁与胚对ABA的敏感浓度不同。ABA通过影响不同基因(FAE1或FAD2)调控C源进入脂肪酸延长或去饱和途径,为进一步利用脱落酸调控种子脂肪酸组分的相关研究提供参考。