利用CRISPR/Cas9技術創制大豆高油酸突變系

侯智紅 吳 艷 程 群 董利東 蘆思佳 南海洋 甘卓然 劉寶輝

廣州大學生命科學學院, 廣東廣州 510006

大豆(Glycine maxL. Merrill)起源于中國, 是世界上重要的油料和經濟作物之一, 也是人類植物油和植物性蛋白的主要來源。隨著生活水平的提高以及飲食結構的改善, 人們對優質大豆油的需求日益增長, 培育高品質大豆成為大豆育種的重要目標之一。大豆油約占我國植物食用油消費的 40%, 大豆脂肪酸的組分及其配比決定大豆油脂的品質[1], 其主要由棕櫚酸(16：0)、硬脂酸(18：0)、油酸(18：1Δ9)、亞油酸(18：2Δ9,12)和亞麻酸(18：3Δ9,12,15) 5 種脂肪酸組成, 分別約占大豆脂肪酸總量的 10%、4%、18%、55%和13%[2-3]。其中, 硬脂酸、棕櫚酸為飽和脂肪酸； 油酸、亞油酸、亞麻酸為不飽和脂肪酸[4]。飽和脂肪酸不容易被人體消化吸收, 易引起肥胖癥及腦血管疾病[5]。亞油酸、亞麻酸是多不飽和脂肪酸, 穩定性差, 在高溫加工時易氧化, 使營養價值降低,影響油的品質, 在工業上的加氫反應也易產生對人體有害的反式脂肪酸[6]。而油酸作為一種單不飽和脂肪酸, 性質穩定, 抗氧化作用強, 在人體的脂類代謝中能降低有害膽固醇, 保持有益膽固醇, 從而減緩動脈粥樣硬化, 有效預防心血管疾病發生的幾率[7-8]。因此, 提高油酸的相對含量, 增加油酸/亞油酸的比值, 已成為大豆品質改良育種的重要目標之一。

所有生物的脂肪酸合成途徑基本類似, 但是,動物和酵母的脂肪酸合成主要在細胞質中進行, 而植物脂肪酸合成主要發生在質體中和內質網上[9]。在脂肪酸合成途徑中, Δ12-脂肪酸脫飽和酶(deltatwelve fatty acid desaturase 2 enzyme, FAD2)是催化油酸轉化為亞油酸的關鍵酶[10]。……