过量表达棉花GDSL脂肪酶提高甘蓝型油菜油脂含量的研究

GDSL脂肪酶作为一种脂质水解酶具有广泛的底物特异性,在植物的油脂代谢、生长发育等众多生理过程中发挥着重要作用。利用RT-PCR技术从发育的陆地棉种子中克隆得到棉花的GDSL脂肪酶基因的cDNA,该基因开放读码框为1 068 bp,编码含有356个氨基酸的蛋白质。对棉花种子发育不同时期进行半定量PCR分析的结果表明,在种子发育15~20 d时,GhGLIP基因的表达量较高。将该基因构建到真核表达载体pCAMBIA2300中,转入农杆菌GV3101后转化甘蓝型油菜野油19,通过筛选和鉴定获得转基因阳性油菜株系。转基因油菜的GDSL脂肪酶活力获得了显著提高,转基因油菜种子的油脂含量比野生型油菜提高了8.68%,提高比率为24.3%。     

谷氨酸棒杆菌硫酯酶基因NCgl1600的异源表达及酶学性质研究

硫酯酶在脂肪酸合成中具有解除脂酰CoA的抑制及提高脂肪酸产量的作用。因谷氨酸棒杆菌具有脂肪酸合成潜力，故文章以具有脂酰CoA硫酯酶活性的基因NCgl1600作为研究对象，通过异源表达基因NCgl1600获得其表达产物硫酯酶TesB并研究其酶学性质。通过测定底物特异性发现其对C8脂肪酰基CoA底物活性最高，最适温度为30℃，最适pH值为8.0，金属离子Fe²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺和K⁺对其酶活产生抑制作用，米氏常数K_m为56.81 mmol/L。     

不同含油量油菜品种的油脂累积通路上基因的差异表达

油菜油脂累积是一个极其复杂的生物过程,其通路上的基因表达水平影响着菜籽的含油量。本研究选取3个不同含油量的甘蓝型油菜品种为材料,采用qRT-PCR和ELISA研究了油脂累积通路上ACC1、ENO1、PDH-E1α、STP12、SUC1、PSB28、PSBY等7个基因在23DAF、33DAF、43DAF种子和角果皮中的表达水平。结果表明随着种子发育的进程7个基因表达的RNA和蛋白水平均呈上升趋势,但在不同含油量品种中33DAF或之前的基因表达水平与菜籽含油量呈不完全一致的关系,而43DAF时基因表达水平与菜籽含油量均呈一致的关系,这说明了后期基因表达水平与菜籽含油量密切相关,是决定油菜含油量的关键时期。本研究结果为揭示油菜高含油量的分子机制及油菜高含油量育种和栽培提供了理论依据和理论指导。     

几个关键油脂合成酶活性对油菜含油量影响的研究

以不同含油量的甘蓝型油菜品种或品系为材料,采用ELISA法检测了油脂累积过程中乙酰辅酶A羧化酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、磷脂酸磷酸酯酶、二酰甘油酰基转移酶等4种关键酶在不同发育时期的种子和角果皮中的酶活性变化,并分析了酶活性与种子含油量的相关性。研究结果表明,不同含油量的油菜品种在种子和角果皮中酶活性的变化趋势基本一致,在开花后第17天至第24天迅速增加,第38天时达到峰值,然后逐渐下降,但角果成熟时间较短的酶活性下降很快,如花油8号的角果成熟期只有40.2 d,比其他3个品种早熟1周。相关性分析表明种子中DGAT、PPase、G6PDH的酶活性与菜籽含油量呈极显著正相关,ACCase酶活性与菜籽含油量呈显著正相关,而角果皮中ACCase、G6PDH、PPase、DGAT的酶活性与菜籽含油量呈正相关,但没达到显著水平,其中4种酶的酶活性与菜籽含油量的相关性大小依次为DGAT、PPase、G6PDH、ACCase。因此,在进行高含油量油菜品种选育时应着重考虑油脂累积中DGAT、PPase的基因表达水平和酶活性水平。     

甘蓝型油菜BnPexl6p基因cDNA的克隆与表达

利用模式植物拟南芥AtPexl6p／SSEl基因序列与油菜数据库BBSRCBrassicaDB比对,得到甘蓝型油菜（Brassica napus）同源EST序列,拼接出油菜Pexl6p基因全长eDNA电子克隆,然后设计全长引物,以甘蓝型油菜种子eDNA为模板,克隆Rexl6p基因,得到全长为1101bp的eDNA,编码366个氨基酸的蛋白,命名为BnPexl6p。Bn-Pexl6p基因序列与拟南芥AtPexl6p／SSE1同源,其蛋白与拟南芥同源蛋白具有完全相同的vrs2型过氧化物酶体定位肽,进化关系相近。半定量PCR（RT—PCR）发现BnPexl印基因在油菜幼嫩的根、茎、叶和种子中均有高丰度表达,在种子发育过程的中期和后期表达水平增加,暗示该基因在油脂的积累中有重要作用。     

基于RNA-Seq的油茶种子油脂合成过程磷脂酰肌醇信号系统的基因分析

磷脂酰肌醇信号系统在植物的种子萌发、生长发育、繁殖、衰老及对环境因素的应激反应中具有重要的作用。在构建油茶种子转录组数据库,以及油茶种子果实膨大期和油脂合成高峰期的表达谱数据库的基础上,对油茶种子磷脂酰肌醇信号系统的相关基因进行了分析。转录组数据分析结果表明,油茶种子磷脂酰肌醇信号系统非冗余基因Unigene序列共212条,包含PIK、PIPK、PIS、DGK、PLC等12种关键基因;表达谱数据分析显示,油茶种子果实膨大期和油脂合成高峰期调控磷脂酰肌醇信号系统的关键基因具有不同的表达模式。克隆、调控这些关键基因将有利于研究油茶种子发育过程中磷脂酰肌醇信号途径与其他信号途径的相互作用,为提高油脂含量、培育高品质油脂的油茶育种提供依据。     

脂肪酸Bacillus pumilus羟基化调控基因fadD-like的克隆与序列分析

利用短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的ω-1-羟基脂肪酸高产突变菌株M-F641、M-F81、M-F8272及B.pumilus20075的总DNA为模板,通过Primer Premier5.0软件设计引物,对决定长链脂肪酸无效降解途径中的关键酶基因fadD-like基因进行克隆,得到4条长约1 720 bp的fadD-like基因全序列;利用MEGA3.1、DNAStar等软件进行序列分析结合脂酰辅酶A合成酶系统进化分析,结果表明其与fadD基因具有较高的相似性,克隆得到的核苷酸为编码脂酰辅酶A合成酶的fadD基因序列;研究结果为长链脂肪酸高效转化生产ω-1-羟基脂肪酸提供基础。     

南昆山毛叶茶咖啡碱合成酶的空间结构与活性位点分析

咖啡碱合成酶是茶叶中咖啡碱生物合成途径的关键酶,目前尚无对茶叶咖啡碱合成酶分子结构和催化机制的报道。预测和分析其空间结构和活性位点具有重要意义。本研究以高咖啡碱南昆山毛叶茶为材料构建c DNA文库,采用同源探针筛选c DNA文库的方法获得咖啡碱合成酶基因,通过体外原核表达对其功能进行验证,并用Modeller9.10、Autodock4.0等软件预测其编码蛋白的空间结构和活性位点,结果是:克隆得到南昆山毛叶茶咖啡碱合成酶基因MYCS1,其ORF全长1 100 bp,编码369个氨基酸,原核表达蛋白具有咖啡碱合成酶的功能;MYCS1编码蛋白的三维模型由9个α-螺旋、7个β-折叠组成,整个蛋白有一个包含β-折叠链的球形结构域和一个由独特螺旋帽组成顶盖的活性空腔。该蛋白经多氢键与甲基供体SAM结合,结合域由Asp63、Gly65、Asp103、Ser138、Phe139、Ser155等氨基酸残基构成,与甲基受体(7-m X、Tb)的结合主要通过氢键作用,并受氨基酸残基π-π堆积作用和强疏水作用的影响。结合域主要包括Phe30、Thr31、Tyr156、Trp160、Phe321等氨基酸残基。结论:南昆山毛叶茶咖啡碱合成酶具有依赖S-腺苷甲硫氨酸甲基转移酶家族的结构特征,底物结合位点在保守结构域,与该家族酶存在共性,特异底物识别位点存在差异,该结果为深入研究茶叶咖啡碱合成酶的催化机制奠定了基础。     

甘蓝型油菜Δ9硬脂酰ACP脱氢酶（SAD）基因的克隆与表达分析

为改良甘蓝型油菜菜籽油脂肪酸的组分,根据拟南芥Δ9硬脂酰ACP脱氢酶（SAD）核酸序列特征,检索白菜全基因组SAD基因和cDNA的可能序列,通过同源序列法克隆获得6个甘蓝型油菜SAD基因。比对结果显示,这6个基因编码的氨基酸序列同源性达53.2%~96.3%。系统进化分析显示,甘蓝型油菜SAD基因与蓖麻、大豆、芝麻、向日葵等6个油料作物SAD基因的序列相似性很高,甘蓝型油菜与这些高等植物的SAD基因在进化上具有较高的保守性。对4个甘蓝型油菜SAD基因BnSAD1∶1、BnSAD2∶1、BnSAD2∶2和BnSAD2∶3进行了表达模式分析,发现它们在种子发育过程中表达,并且都在40d的种子中表达量达到最高值,推测这4个基因均参与了硬脂酰ACP（C18∶0-ACP）脱氢生成油酰基ACP（Δ9C18∶1-ACP）的过程,尤其是BnSAD2∶3可能为种子特异表达基因。     

甘蓝型油菜KCS13基因克隆与组织表达特异性分析

通过巢式PCR和基因组步移方法,从油菜的基因组中获得一段长度为3 356bp的序列。分析显示,该序列包含了KCS13基因的编码序列和启动子,命名为甘蓝型油菜KCS13基因,其转录区全长为1 587bp,编码区长1 389bp,无内含子,编码一条长462个氨基酸的多肽链。在甘蓝型油菜A、C基因组中都有KCS13基因存在。该基因主要在花蕾中表达,茎、叶和种子中表达稍弱,根中未检测到该基因表达。     

Destabilization of protein-based emulsions by diglycerol esters of fatty acids – The importance of chain length similarity between dispersed oil molecules and fatty acid residues of the emulsifier

Destabilizing effects of diglycerol mono-esters of different saturated or one mono-unsaturated fatty acids (DF) on protein-based emulsions prepared with various types of oil were examined by visual observations and particle size analyses. By diglycerol esters of oleic acid (DO), a hexadecane-in-water emulsion was more obviously destabilized than an octadecane-in-water emulsion or food oil-in-water emulsions. Interfacial tension measurements indicated that the adsorbed protein on oil droplet surfaces of hydrocarbon emulsions can be more easily displaced by DO compared to the case of food oil emulsions. The degree of hydrocarbon emulsion destabilization by DO varied with the chain length of hydrocarbon molecules. From the results of combination tests of five hydrocarbons varying in chain length in oil phase and five DF having different mono-fatty acid residue, we described a possibility that DF could effectively destabilize the hydrocarbon emulsion when the chain length of fatty acid residue of DF was similar to that of hydrocarbon molecules.     

豉香型白酒肥肉浸制产脂肪油及脂质氧化研究

以黑米、黑豆、黑木耳为原料,以木糖醇代替蔗糖,将黑米黑豆黑木耳混合液与牛乳共同发酵,研制一种低糖复合发酵乳,并采用单因素及正交试验优化其发酵工艺条件。结果表明,通过高温烘焙香气试验确定黑米、黑豆烘烤条件分别为160 ℃烘烤8 min、180 ℃烘烤10 min。低糖复合发酵乳的最佳工艺条件为黑米∶黑豆∶黑木耳=3∶2∶1（g∶g）,黑米黑豆黑木耳混合液∶牛乳=6∶4（V/V）,混合菌种（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶2）接种量4.0%,木糖醇添加量8%。在此优化工艺条件下,低糖复合发酵乳的感官评分为94.2分,脂肪含量为3.6%,蛋白质含量为5.9%,酸度为79 °T,还原糖含量为5.2%,全乳固体为16.1%;乳酸菌数为1.91×106 CFU/g;未检出致病菌,符合相关国家标准。     

不同甲酯化方法对裂壶藻产油脂肪酸的影响及GCMS分析

为了研究不同的甲酯化方法对裂壶藻产油脂肪酸的影响,本文通过对裂壶藻进行发酵培养得到纯藻体,再经过酶法破壁、冷冻干燥得到干藻体后采用索氏提取法提取油脂。运用酸法、碱法和三氟化硼法三种甲酯化方法对藻油进行处理,基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析了藻油中DHA(二十二碳六烯酸)等脂肪酸的组成和含量。结果表明:酸法、碱法、三氟化硼法分别鉴定出11种、19种和12种脂肪酸,占裂壶藻藻油总量的89.50%、97.88%和90.12%。其中酸法酯化的藻油中DHA占脂肪酸总量的38.89%;碱法酯化的藻油中DHA占脂肪酸总量的46.76%;三氟化硼法酯化的藻油中DHA占脂肪酸总量的40.54%。所以,碱法相较于酸法和三氟化硼法有明显的优势,更适合用于裂壶藻藻油的脂肪酸分析。进一步对碱法的甲酯化温度进行梯度实验,结果表明温度为55℃时,DHA的相对含量为47.45%,藻油的甲酯化效果最好。这一研究对长链多不饱和脂肪酸的检测鉴定有着重要的意义。     

SEASONAL VARIATIONS IN FATTY ACID COMPOSITION OF OIL IN DEVELOPING COCONUT

ABSTRACT

Studies on seasonal variation in oil and fatty acid profile of developing solid endosperm of two cultivars, West Coast Tall (WCT) and Chowghat Orange Dwarf (COD), and their hybrids indicated that oil percentage increased from 30% in 6‐month‐old nuts to 63% in matured nuts (12 months old). Nuts sampled during July from different levels of maturity had high oil percentage and followed by those sampled during April, October and January. During nut development to maturity, the percentages and contents of medium and long chain saturated fatty acids increased except that of palmitic and myristic acids. Concentration of long chain unsaturated fatty acids (LCUFAs) in developing coconut kernel were high at 5 and 6 months after fertilization and then decreased toward maturity. The LCUFAs were high in nuts developing during October; consequently, saturated to unsaturated fatty acid ratios were low during October. Results indicated that nuts matured during October had better nutritional quality for human consumption and those matured during January are more suitable for industrial purpose due to higher medium chain fatty acid concentrations.

PRACTICAL APPLICATIONS

Coconut is consumed either as the tender nut (5–6 months after fertilization) or as the kernel from mature nut (12 months after fertilization). Recent technologies of making snowball tender nut use the nuts aged 7–8 months old. Kernel also is consumed in this product. Apart from this, the coconut is being increasingly used for making different kernel‐based value‐added products. This information is useful, as the value‐added products are being developed using different maturities of coconut. Hence, it is of paramount importance that the fatty acid profile of coconut kernel is known in detail for assessing the safety of food consumption from the human health point of view. Apart from this, information on the seasonal variation in fatty acid profile of developing endosperm gives an integrated knowledge so as to optimize the usage of coconut kernel for both human consumption and industrial exploitation.

     

核桃油与常用植物油中37种脂肪酸和角鲨烯含量比较

为探明核桃油与大豆油、芝麻油和玉米胚芽油等常用植物油的营养价值差异,本研究采用气-质联用法和气相色谱法对4种植物油中37种脂肪酸和角鲨烯的含量进行了测定,并开展了对比分析。结果表明,核桃油与常用植物油营养价值存在显著差异（P<0.05）,核桃油富含α-亚麻酸、二十碳二烯酸和亚油酸3种多不饱和脂肪酸以及油酸等单不饱和脂肪酸,还含有少量的棕榈酸及硬脂酸等饱和脂肪酸,核桃油中多不饱和脂肪酸组成与比例显著高于其他植物油（P<0.05）,而饱和脂肪酸则显著低于其他植物油（P<0.05）;核桃油中角鲨烯含量略低于芝麻油,属于优质植物油。4种植物油中总脂肪酸含量从高到低顺序依次为大豆油、芝麻油、核桃油和玉米胚芽油,含量分别为78.11、73.96、69.20和48.83 g/100 g;4种植物油均含α-亚麻酸、亚油酸和二十碳二烯酸等人体必需脂肪酸（Essential fatty acids,EFA）,EFA含量从高到低依次为核桃油、大豆油、玉米胚芽油和芝麻油,分别占总脂肪酸的90.0%、70.7%、64.9%和54.1%;4种植物油的油酸含量与亚油酸含量的比值（油亚比R）由高到低依次为芝麻油、玉米胚芽油、大豆油和核桃油,分别为0.62、0.35、0.27和0.10,表明4种植物油中,芝麻油的抗氧化能力最大,可保存时间最长。大豆油、核桃油和芝麻油中均检出角鲨烯,其含量从高到低依次为大豆油、芝麻油和核桃油,含量分别为173.3、72.9和31.4 mg/kg,玉米胚芽油中仅含有微量的角鲨烯,未检出。本研究表明不同植物油中脂肪酸及角鲨烯等营养物质含量存在差异,可为食用植物油的营养价值分析、相关的食品和保健品等产品研发提供科学依据。     

Flavor production from edible oils and their constituents by Penicillium corylophilum

Production of volatile substances from edible oils and their constituents by Penicillium corylophilum was studied to clarify the mechanism of flavor production from a non-stick oil by the organism in a rice cake system. First, edible oils from plant and animal origins were tested for flavor production. Among the oils tested, coconut oil was the only one from which the flavor was produced. Second, triacylglycerols consisting of fatty acids with various lengths of carbon chain (C6 to C13) were studied for flavor production. Among the triacylglycerols tested, flavors were produced from those consisting of fatty acids with carbon chains of C6 to C11. The flavors consisted of methylketones and secondary alcohols, whose carbon chains were one carbon shorter than the precursor fatty acid molecules of the triacylglycerols. Flavors similar to that from the non-stick oil were produced from tricaprylin (C8), trinonanoin (C9), and tridecanoin (C10) among the triacylglycerols tested. Formation of mould spores was more strongly suppressed by triacylglycerols with shorter chain fatty acids. Third, fatty acids with various lengths of carbon chain (C7 to C15) were studied for flavor production. Among the fatty acids tested, flavors were produced from decanoic (C10) and undecanoic (C11) acids only. The flavors also consisted of methylketones and secondary alcohols one carbon shorter than the precursor fatty acids. Fatty acids with short carbon chains (C7 to C9) completely inhibited the mould growth. Our study showed that the range of carbon chain length of fatty acids capable of the flavor production (C10 to C11) was narrower than that of triacylglycerols (C6 to C11). It was also found that the non-stick oil and coconut oil contain tricaprylin and tridecanoin as triacylglycerols and decanoic acid as fatty acid.     

转录组测序分析3 种不同链长脂肪酸对酿酒酵母基因转录水平的影响

将不同链长的脂肪酸己酸（C6）、十二烷酸（C12）及十六烷酸（C16）添加到对数期酿酒酵母中,通过转录组测序分析其对酿酒酵母基因转录水平的影响。结果表明,在不同链长脂肪酸存在条件下,酿酒酵母基因的转录数量、基因转录水平均有所差异,其中短链脂肪酸C6对酵母基因转录水平的影响最为显著,C16对酿酒酵母的影响最小。此外,通过转录组测序数据分析对不同脂肪酸存在时的转录因子及转运蛋白进行预测,其中包括17 条转录因子及40 条转运蛋白基因。最后分析不同链长脂肪酸存在对脂肪酸合成途径的关键酶基因转录水平的影响,为进一步分析酿酒酵母中脂肪酸生物合成过程中的基因表达及调控机制提供支持。     

八种葡萄籽油中主要脂肪酸的检测与分析

为了定性探究不同用途的葡萄籽主要脂肪酸含量的差异,为葡萄籽提油时的品种选择提供理论依据。以三种不同用途的八种葡萄籽为原料,采用超临界CO2流体萃取设备及气相色谱法,检测其主要脂肪酸百分含量。结果表明:鲜食品种中,凤凰和京玉的硬脂酸含量均高于巨峰。白色酿造中,霞多丽油酸含量高于小芒森。红色酿造中,三个品种的硬脂酸、亚麻酸含量有明显不同。不同用途的葡萄籽,均有一些脂肪酸百分含量存在差异。这显示出,对葡萄籽进行提油时,品种差异会造成葡萄籽油成分的明显差异。     

高温加热对牡丹籽油脂肪酸和理化性质的影响

通过研究牡丹籽油经不同温度（90、120、150、180、210、240 ℃）加热30 min后脂肪酸组成、含量以及 理化性质的变化,探究高温加热对牡丹籽油品质的影响。结果表明：牡丹籽油在高温加热后会生成脂肪酸异构体、 环状脂肪酸以及中、短碳链脂肪酸,且温度越高种类越多。虽然上述高温加热后牡丹籽油各理化指标均符合食用油 标准,但是随着温度的升高,牡丹籽油不饱和脂肪酸含量下降,富含营养价值的α-亚麻酸含量在温度超过180 ℃时 迅速下降。可见,在理化指标上牡丹籽油具有良好的热稳定性,但是从营养角度其不适合用于高于180 ℃的高温煎 炸等烹调方式。     

皂化-冷冻-萃取法研究加热或长期放置对植物油中短链脂肪酸含量的影响

为研究加热或长期放置对植物油中短链脂肪酸含量的影响,采用皂化-冷冻-萃取法分离除去植物油中的高级脂肪酸等干扰成分,采用气相色谱法(GC-FID)对植物油加热或长期放置后的短链脂肪酸含量进行了分析测定。结果表明:长期放置及加热的植物油中均检出了己酸、庚酸、辛酸3种短链脂肪酸,而正常植物油中未检出;短链脂肪酸含量随植物油加热温度升高、放置时间延长增加,其存在可用于表征植物油发生了氧化劣变;此外,反复加热及水洗不能去除这些短链脂肪酸,因而短链脂肪酸有望作为植物油品质评价的辅助指标。