植物种子油是人类营养所需脂肪酸的重要来源,是食品、医药、化工和生物燃油等工业的优质原料。大豆、油菜等普通油料作物的种子油主要由棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等5种脂肪酸组成。与之不同的是,一些未完全驯化的植物种子能高水平积累具有独特营养和工业应用价值的珍稀脂肪酸。野生植物斑鸠菊(Verrnonia galamensis)种子油中富含斑鸠菊酸(顺-12,13-环氧-顺-9-十八碳烯酸,vernolic acid),这种天然环氧脂肪酸可用于制造高分子聚合物、塑料、尼龙、粘合剂、油漆和生物农药等高值工业品。亚麻荠(Camelina sativa)种子油富含ω-3脂肪酸,这种对人类大脑和心血管系统极为有益的健康型脂肪酸可用于功能食品、保健医药品和其它化工品加工中。此外,亚麻荠的抗病、虫、杂草及逆境能力极强。这两种特色油料植物已被认为是具有广阔开发应用前景的新型工业油料作物。深入解析这些珍稀脂肪酸的生物合成和调控机制,以及特有农艺性状的遗传基础,可为这两种特色油料植物的遗传改良、栽培驯化、基于种子油脂高附加值产品的研发和商业化提供科学参考。为解析斑鸠菊种子高水平合成积累珍稀斑鸠菊酸的分子机制,本研究应用RNA-seq高通量技术对斑鸠菊在开花后18、35和45天三个主要发育时期的种子分别进行转录组测序和分析。经组装后获得了 64114条Unigene,其中,KEGG注释表明与油脂代谢相关的序列共有101条。此外,研究发现与TAG组装相关的VgDGATs、VgPDATs的表达模式和直接催化斑鸠菊酸合成的类-FAD2酶基因表达模式相类似,且VgPDATs的表达活性强于其它的VgDGATs,表明不依赖酰基-CoA的TAG组装机制很有可能是转运斑鸠菊酸到TAG分子中的主要途径。另外,其中一个VgFUS3基因(c8378.graph_c0)的表达量远远高于正常水平,暗示其可能与斑鸠菊高水平积累斑鸠菊酸的能力相关。进一步分析显示,VgFAD2-like、VgPDATs、VgDGATs和VgFUS3是控制斑鸠菊酸合成途径及调控的关键基因。这为在其它普通油料作物种子中组装斑鸠菊酸合成途径提供了基因元件,有助于利用已商业化的油料作物大规模可持续生产这种高值油脂。与油菜等其它十字花科作物相比,特色油料植物亚麻荠具有极高的抗病、虫、杂草及逆境能力。为挖掘控制亚麻荠这种高抗性农艺性状的分子遗传机制,本文选择广泛参与植物抗病性反应的NBS基因家族为靶标,对亚麻荠基因组序列进行全基因组鉴定和分析。采用NB-ARC标准结构域的HMM模型,对亚麻荠本地蛋白数据库检索分析,共鉴定出472条NBS类抗病基因,其中有56%的基因成簇分布。系统发生树分析显示TIR-NBS-LRR(TNL)和CC-NBS-LRR(CNL)两类亚家族的抗病基因可能遵循着不同的进化路径,导致其在应对病原菌侵染时发挥不同的功能。鉴于植物抗病基因在应对病原菌入侵时所发挥的作用,我们推测亚麻荠高抗病能力可能与其自身拥有较多的NBS类基因有密切联系。以上结果为解析亚麻荠的高抗病性提供了一定的理论依据。