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油料植物在种子发育过程中积累油脂,这些油脂储存在种子中,直到萌发时被降解用以提供碳源和能源。研究表明油料植物种子在成熟期间,种子的含油量并不是持续升高的,在种子成熟期脂降解活性的存在会使含油量下降。降解的油脂部分被作为能源物质消耗掉,而其余部分则转化为其他的代谢物,说明成熟期油脂的降解不仅为种子发育提供必须的能源和碳源,还参与了其他代谢,对于这些代谢物的作用和产生的生物学意义目前知之甚少。
我们在分析了不同含油量油菜品系种子的含油量变化趋势后发现了另一个有趣的现象。对于低含油量种子(低油),在成熟期含油量会下降;而对于高含油量种子(高油),在成熟期含油量则没有显著变化。
通过分析高、低油种子中油脂代谢强度和相关基因的表达,我们确定了高、低油种子在成熟期含油量变化的差异是由脂降解代谢的差异引起的。为了研究这一生理现象的生物学意义,我们以高低油近等基因系成熟期种子为实验材料,构建了消减文库,期望找到在低油种子成熟期高表达的基因。通过对消减文库的筛选,最终从384个文库克隆中筛选得到了14个在低油种子成熟期高表达的基因,经序列分析比对发现其中5个基因与种子休眠及萌发相关,因此我们推测种子成熟期油脂的降解可能有利于种子度过休眠期并促进萌发。