经济作物与产品:油料作物蓖麻耐热机理研究进展

来源：昆明植物研究所2022年3月14日08:19

蓖麻是热带起源的油料作物，能在极高的温度(40)下生长，为研究植物的耐热机制提供了理想的系统。植物进化出多种生理、遗传和表观机制来应对热胁迫。然而，脂质重塑在热应激中的作用及其分子机制尚不清楚。围绕这一科学难题，中国科学院昆明植物研究所“种子分子遗传学”研究组利用脂肪组学和转录组学的联合分析，深入剖析了高温胁迫下蓖麻幼苗脂质重塑的分子基础。研究

蓖麻是热带起源的油料作物，能在极高的温度(40)下生长，为研究植物的耐热机制提供了理想的系统。植物进化出多种生理和表观机制来应对热胁迫。然而，脂质重塑在热应激中的作用及其分子机制尚不清楚。

围绕这一科学难题，中国科学院昆明植物研究所“种子分子”专项研究组利用脂肪组学和转录组学的联合分析，深入剖析了高温胁迫下蓖麻幼苗脂质重塑的分子基础。结果发现，蓖麻幼苗中共检测出297种脂类化合物，其中54种脂类分子在高温胁迫下发生了变化。其中，多不饱和三酰甘油(如TAG 54: 6、TAG 54: 7、TAG 54: 8、TAG 54: 9)和二酰甘油(DAG 36: 6)显著增加，而多不饱和糖脂MGDG(MGDG34:3: 3)在热应激下显著减少。当高温环境释放后，这些脂质分子恢复到正常水平。亚细胞定位结果表明，热胁迫诱导的标签主要储存在细胞质中。转录分析表明，TAG合成中使用的多不饱和脂肪酸并非来自从头合成，而主要来自MGDG的脂肪酸水解，然后通过二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)酯化到TAG上。

大量研究发现，叶绿体膜脂不饱和度的急剧下降是一种应对热胁迫的保守机制，但叶绿体膜脂如何重塑的分子机制尚不清楚。研究表明，热应激可导致叶绿体膜糖脂快速水解，从而释放出多不饱和脂肪酸，但这些游离脂肪酸对细胞有毒性，大量合成中性油标签可大大恢复脂质重塑过程中产生的游离脂肪酸，从而稳定膜整体稳定性。当热应激释放后，TAGs会水解，游离脂肪酸会回到叶绿体膜甘油糖脂中。这项研究为脂质重塑在植物适应热胁迫中的作用提供了新的认识。

相关研究成果发表在《经济作物与产品》杂志上，标题为《综合脂质组学和转录组学分析返回热胁迫下蓖麻种子中的三联体积累》。(100yiyao.com)

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