花生油脂合成相關(guān)?；D(zhuǎn)移酶基因的研究進(jìn)展

沈悅　沈一　劉永惠　梁滿(mǎn)　張旭堯　陳志德

摘要：花生是重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，我國(guó)花生年產(chǎn)量居世界第一，居國(guó)內(nèi)油料作物首位，其總產(chǎn)的50%以上均用于榨油。囿于國(guó)內(nèi)糧油爭(zhēng)地矛盾和不斷增長(zhǎng)的油脂消費(fèi)需求等因素，提高油料作物含油量對(duì)保障我國(guó)食用油脂安全具有重要的戰(zhàn)略意義?；ㄉN子油脂的主要成分為三酰甘油（TAG），其合成受到多個(gè)限速酶基因的協(xié)同調(diào)控，這些基因的時(shí)空表達(dá)特性、脂肪酸底物選擇性和非生物脅迫響應(yīng)等機(jī)制與油脂積累密切相關(guān)，最終影響油籽的產(chǎn)量和品質(zhì)形成。植物油脂合成是涉及多個(gè)亞細(xì)胞區(qū)室、多條合成途徑調(diào)控的復(fù)雜代謝網(wǎng)絡(luò)，本文在總結(jié)植物油脂區(qū)室化合成步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)花生油脂的功能特性以及花生油脂合成途徑中相關(guān)關(guān)鍵?；D(zhuǎn)移酶的作用機(jī)制和研究現(xiàn)狀進(jìn)行歸納闡述，并提出存在的問(wèn)題和建議，為花生油脂性狀的精準(zhǔn)鑒定和遺傳育種提供參考。

關(guān)鍵詞：花生；油脂合成途徑；三酰甘油；酰基轉(zhuǎn)移酶

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.201 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）05-0065-06

花生（Arachis hypogaea L.）別稱(chēng)落花生，豆科植物，異源四倍體（AABB，2n=4x=40），為近緣二倍體野生種蔓花生（Arachis duranensis）和Arachis ipaensis單一雜交后經(jīng)染色體自然加倍馴化而來(lái)［1］?；ㄉ俏覈?guó)主要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物之一，其種植面積長(zhǎng)期居于國(guó)內(nèi)油料作物第二、總產(chǎn)第一水平，在保障我國(guó)食用油脂安全方面具有重要的戰(zhàn)略地位［2］。花生籽仁富含超過(guò)50%的粗脂肪，不飽和脂肪酸含量占比80%以上，是優(yōu)質(zhì)食用植物油的重要原料［3-4］。近年我國(guó)國(guó)產(chǎn)食用植物油自給率僅在1/3左右［5］，而花生進(jìn)出口貿(mào)易自2019年開(kāi)始呈凈進(jìn)口態(tài)勢(shì)［6］，其國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力已然面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，囿于國(guó)內(nèi)糧油爭(zhēng)地和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，以市場(chǎng)需求為驅(qū)動(dòng)力，如何提高花生油脂含量和品質(zhì)，高效、定向培育耐儲(chǔ)存油用型的花生新品種成為當(dāng)前花生育種的重要目標(biāo)之一。

植物油脂屬于甘油脂類(lèi)中性貯藏脂，通常以三酰甘油（triacylglycerol，TAG）的形式廣泛存在于種子、花粉和一些肉質(zhì)果（如油棕櫚、橄欖等）組織中，常見(jiàn)用于食品、飼料和工業(yè)等。植物中存在多條油脂合成獨(dú)立途徑，其中包括簡(jiǎn)單的依賴(lài)?；o酶A的Kennedy途徑（從頭合成DAG/TAG）和復(fù)雜的不依賴(lài)?；o酶A的PC途徑（PC衍生的DAG/TAG），這2條途徑的選擇偏好及TAG合成相對(duì)通量存在一定的種間差異和組織特異性［7-9］。因此，闡明植物油脂生物合成途徑及其關(guān)鍵酶基因的遺傳學(xué)研究進(jìn)展，對(duì)花生油脂性狀的功能鑒定和育種利用具有重要意義。

1 植物油脂生物合成途徑

植物油脂合成是一個(gè)涉及多個(gè)亞細(xì)胞區(qū)室、多條合成途徑協(xié)同完成的生化反應(yīng)代謝網(wǎng)絡(luò)，通常分為3個(gè)階段：首先，在質(zhì)體中進(jìn)行脂肪酸的從頭合成、去飽和，并被外運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)；其次，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行脂肪酸修飾，然后通過(guò)Kennedy途徑（或PC途徑）組裝TAG（圖1）；最后TAG在油體（或脂滴）中穩(wěn)定儲(chǔ)存?；谥参镉椭x網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，質(zhì)體輸出脂肪酸的相對(duì)通量、脂肪酸鏈的延長(zhǎng)、?；庉?、脂肪酸修飾以及TAG組裝酶的有效通量等都會(huì)影響組織TAG積累及其脂肪酸組成多樣性［10］。

1.1 脂肪酸從頭合成途徑

脂肪酸（fatty acid，F(xiàn)A）從頭合成以糖酵解途徑產(chǎn)生的丙酮酸為前體，經(jīng)丙酮酸脫氫酶（pyruvatedehydrogenase，PDH）和乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACCase）脫氫、羧化，生成的丙二酰輔酶A在脂肪酸合酶（fatty acid synthase，F(xiàn)AS）催化下在?；d體蛋白（acyl carrier protein，ACP）上進(jìn)行?；湹慕M裝，每循環(huán)延長(zhǎng)2個(gè)碳鏈，經(jīng)7個(gè)循環(huán)反應(yīng)生成飽和的16：0-ACP，隨后被酮酰-ACP合成酶Ⅱ（ketoacyl-ACP synthase，KAS）延長(zhǎng)C16?；溕娠柡?8：0-ACP，再被硬脂酰-ACP脫飽和酶（stearoyl-ACP desaturase，SAD）去飽和生成18：1-ACP。2種脂肪酸硫酯酶（fatty acid thioesterase，F(xiàn)ATA/FATB）分別水解上述不飽和/飽和中間產(chǎn)物，釋放游離FAs（18：1Δ9>[KG-*2]>16：0>18：0）［9，11-12］。

3種游離FAs被長(zhǎng)鏈?；o酶A合成酶（long-chain acyl-CoA synthetase，LACS）轉(zhuǎn)化為?；o酶A（acyl-coenzyme A，Acyl-CoA），并被脂肪酸外運(yùn)蛋白（fatty acid export，F(xiàn)AX）輸出質(zhì)體，生成Acyl-CoA庫(kù)（18：1-CoA、18：0-CoA和16：0-CoA）用于下游脂肪酸鏈延長(zhǎng)、修飾和TAG組裝等過(guò)程［13-14］。不難看出，脂肪酸合成存在多個(gè)限速步驟，該途徑?jīng)Q定了碳鏈的長(zhǎng)度（最多18個(gè)）以及植物油中飽和脂肪酸的水平。

1.2 Kennedy途徑（DAG/TAG從頭合成）

以甘油-3-磷酸（glycerol-3-phosphate，G3P）為?；荏w、Acyl-CoA為?；w，經(jīng)?；o酶A：甘油-3-磷酸?；D(zhuǎn)移酶（acyl-CoA：glycerol-3-phosphate acyltransferase，GPAT）和?；o酶A：溶血磷脂酸?；D(zhuǎn)移酶（acyl-CoA：lysophosphatidic acid acyltransferase，LPAAT）在G3P的sn-1和sn-2位進(jìn)行2次順序?；闪字幔╬hosphatidic acid，PA），PA經(jīng)磷脂酸磷酸酶（phosphatidic acid phosphatase，PAP）水解去除磷酸鹽，生成的二酰甘油（diacylglycerol，DAG）經(jīng)?；o酶A：二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶（acyl-CoA：diacylglycerol acyltransferase，DGAT）在底物DAG的sn-3位進(jìn)行第3次酰化生成TAG［8，11］，這種G3P與Acyl-CoA經(jīng)3次順序?；蓮念^DAG/TAG的過(guò)程被稱(chēng)為Kennedy途徑。除了直接利用質(zhì)體輸出的Acyl-CoA，從頭合成DAG/TAG合成途徑還可以利用細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中延長(zhǎng)到≥20個(gè)碳的Acyl-CoA。

1.3 PC途徑（PC衍生的DAG/TAG合成）

磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine，PC）既是用于FA修飾的位點(diǎn)，也是用于TAG合成的新DAG底物的中間體，表明PC衍生的DAG/TAG途徑是增加TAG中不飽和或獨(dú)特（unusual）脂肪酸的一種重要方式。PC從頭合成需要產(chǎn)生2次DAG：首先從頭合成DAG，隨后轉(zhuǎn)化為PC，最后釋放新的DAG。這一過(guò)程中從頭DAG被導(dǎo)入PC后先進(jìn)行FA修飾，再?gòu)腜C釋放含有修飾FA的DAG，因此，不難發(fā)現(xiàn)從頭合成的DAG和PC衍生的DAG之間是明顯不同的分子類(lèi)型。共存在3種酶促途徑合成PC衍生的DAG：（1）利用CDP-膽堿：二酰甘油膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶（CDP-choline：DAG cholinephosphotransferase，CPT）反向介導(dǎo)PC和DAG相互轉(zhuǎn)化［12］；（2）利用磷脂酰膽堿：二酰甘油膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶（phosphatidylcholine：diacylglycerol cholinephosphotransferase，PDCT）介導(dǎo)PC和DAG相互轉(zhuǎn)化［15］；（3）基于脂肪酶介導(dǎo)的途徑，如磷脂酶C（phospholipase C，PLC）或PLD/PAP催化水解PC生成DAG［16］。

1.4 ?；庉?/p>

?；庉嬍且粋€(gè)去?；?再?；h(huán)反應(yīng)，該循環(huán)始于PC釋放酰基，通過(guò)酰基輔酶A：溶血磷脂酰膽堿?；D(zhuǎn)移酶（acyl-CoA：lyso-phosphatidylcholine acyltransferase，LPCAT）的反向反應(yīng)生成溶血磷脂酰膽堿（lyso-PC/LPC），LPCAT再重新酯化LPC生成PC完成循環(huán)［17］。酰基編輯本身不影響PC和TAG凈積累，它允許PC和Acyl-CoA庫(kù)之間完成快速的酰基交換，可以源源不斷地為從頭合成DAG/TAG提供PC修飾的新生FAs。

2 花生油脂功能特性

花生油脂具有特異的脂肪酸組成，主要包括棕櫚酸（C16：0）、硬脂酸（C18：0）、油酸（C18：1）、亞油酸（C18：2）、亞麻酸（C18：3）、花生酸（C20：0）、花生烯酸（C20：1）、山崳酸（C22：0）、二十四碳烷酸（C24：0）等長(zhǎng)鏈脂肪酸，其中油酸相對(duì)含量最高（34%～68%），亞油酸次之（19%～43%），總不飽和脂肪酸含量超過(guò)80%。油酸具有較好的熱穩(wěn)定性和抗氧化性，提高油酸含量利于促進(jìn)花生油脂及相關(guān)加工產(chǎn)品的耐儲(chǔ)藏性。在對(duì)人體血管穩(wěn)態(tài)保健方面，油酸可以靶向降低低密度脂蛋白膽固醇，亞油酸作為人體必需脂肪酸，也能夠降低人體總膽固醇、預(yù)防高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化，但因其不飽和程度較高極易氧化酸?。?8］。含油率和油亞比是評(píng)估花生油脂供給能力和品質(zhì)價(jià)值的重要指標(biāo)。有關(guān)研究表明，花生含油量每提高1%，相當(dāng)于產(chǎn)量提高2%，油脂加工利潤(rùn)相應(yīng)提高7%［19-20］；油酸、亞油酸含量遺傳主要受加性效應(yīng)控制，并且兩者之間存在顯著負(fù)相關(guān)［21］；另外，花生含油量與油酸、亞油酸含量之間不存在顯著相關(guān)性［22-23］，這些結(jié)論有效支撐了當(dāng)前育種工作者對(duì)于專(zhuān)用型花生品種（如高油兼高油酸）定向培育的可行性。

3 三酰甘油合成相關(guān)?；D(zhuǎn)移酶研究進(jìn)展

3.1 甘油-3-磷酸?；D(zhuǎn)移酶（GPAT）

GPAT主要催化Acyl-CoA上的酰基向G3P羥基位轉(zhuǎn)移，生成溶血磷脂酸（lyso-phosphatidic acid，LPA）。G3P作為合成TAG的碳鏈骨架，存在3個(gè)脂肪酸結(jié)合位點(diǎn)sn-1、sn-2和sn-3。迄今發(fā)現(xiàn)10個(gè)擬南芥GPAT同系物，其中GPAT1-8為陸生植物特有的sn-2-GPAT，主要參與角質(zhì)、軟木脂等極性甘油脂合成，暫無(wú)證據(jù)表明與油脂合成相關(guān)［24-25］；GPAT9與動(dòng)物脂肪合成基因GPAT3/4高度同源，作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的sn-1位雙功能酶基因直接參與植物膜脂和TAG的生物合成［26］。此外，質(zhì)體定位的ATS1可利用acyl-ACP為酰基供體催化G3P的sn-1位脂?；?，可能與植物耐寒應(yīng)答機(jī)制相關(guān)［27-28］。花生組織qRT-PCR時(shí)空表達(dá)分析結(jié)果顯示，AhGAPT1、AhGAPT2、AhGAPT6、AhGAPT8和AhATS1主要在葉片和花中的表達(dá)量較高，AhGAPT3和AhGPAT5主要在花生種子發(fā)育初期下胚軸中表達(dá)量較高，AhGPAT9主要在莖、花和種子中表達(dá)并且種子表達(dá)量與種子油脂積累速率呈正相關(guān)，這些基因均可能參與（或部分參與）了植物對(duì)低溫、高鹽、脫落酸（ABA）等的非生物脅迫應(yīng)答［29-31］。比較發(fā)現(xiàn)，AtGPAT9和AhGPAT9具有高度的序列相似性，過(guò)表達(dá)AtGPAT9導(dǎo)致擬南芥種子質(zhì)量、面積和含油量均上調(diào)，并且atgpat9突變體呈雌雄配子體純合致死表型；過(guò)表達(dá)AhGPAT9也導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因花生種子含油量顯著增加，沉默表達(dá)株系中表現(xiàn)為降低，不難看出AhGPAT9在植物油脂合成中與AtGPAT9一樣具有相似的功能。此外，AhGPAT9等位基因多態(tài)性高油位點(diǎn)雜交組合也為花生高油育種提供了新思路［31-32］。

3.2 溶血磷脂酸?；D(zhuǎn)移酶（LPAAT）

LPAAT（或LPAT）負(fù)責(zé)催化LPA和Acyl-CoA酯化生成磷脂酸（PA）。PA是膜脂、信號(hào)和貯存脂類(lèi)生物合成的關(guān)鍵中間體，LPAAT通過(guò)調(diào)控LPA在不同組織中轉(zhuǎn)化為不同PA來(lái)調(diào)控生物體細(xì)胞功能。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育和底物選擇性分為4個(gè)亞組，包括LPAAT1、LPAAT2/3（A-class LPAAT）、LPAATB（B-class LPAAT）和LPAAT4/5。目前報(bào)道了5個(gè)擬南芥LPAAT同系物，質(zhì)體定位的AtLPAAT1能夠在各組織中廣泛表達(dá)，該基因?qū)︴；孜锏倪x擇性更傾向于16：0-CoA，功能缺失突變體中質(zhì)體PA合成被阻斷，導(dǎo)致純合突變株種子的胚胎在心形—魚(yú)雷階段停止發(fā)育而死亡［33-34］。LPAAT2/3亞組對(duì)?；孜锏倪x擇性更傾向于18：1-CoA，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的AtLPAT2也能夠在各組織中廣泛表達(dá)，突變后導(dǎo)致雌配子體敗育；AtLPAT3主要在花粉中表達(dá)且活性高于AtLPAT2，兩者存在一定的功能冗余［35］。LPAATB亞組在底物選擇性上傾向于中鏈脂肪酰基（12：0～16：0-CoA），擬南芥中暫無(wú)相關(guān)報(bào)道。LPAAT4/5亞組進(jìn)化上與動(dòng)物AGPAT8接近，AtLPAT4和AtLPAT5能在擬南芥各組織中廣泛表達(dá)但豐度較低［35］，并且這2個(gè)基因存在不同的轉(zhuǎn)錄本（TAIR），功能未知，表明植物PA合成的復(fù)雜程度遠(yuǎn)超出目前的認(rèn)知。

花生組織qRT-PCR時(shí)空表達(dá)分析結(jié)果顯示，AhLPAAT2主要在花生種子中高豐度表達(dá)，AhLPAAT4、AhLPAAT5、AhLPAAT6等3個(gè)基因在花中的轉(zhuǎn)錄豐度高于其他組織，4個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄水平受非生物脅迫（低溫、鹽、干旱和ABA）差異誘導(dǎo)［36］。AhLPAT2定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，其種子表達(dá)量與籽仁油脂積累速率變化一致，高油品種的AhLPAT2種子表達(dá)量始終高于低油品種；擬南芥中過(guò)表達(dá)AhLPAT2能夠促進(jìn)組織內(nèi)脂肪酸從頭合成、TAG組裝、蔗糖代謝和糖酵解途徑相關(guān)幾個(gè)關(guān)鍵基因的誘導(dǎo)表達(dá)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因株系種子的含油量、粒質(zhì)量均顯著增加［37-38］。AhLPAT4定位于細(xì)胞質(zhì)，該基因在花生種子的不同發(fā)育階段的表達(dá)量與油脂積累速率不一致［39］。不難看出，花生AhLPAATs家族成員在組織和亞細(xì)胞中的表達(dá)存在明顯的時(shí)空差異性，意味著其參與了體內(nèi)多種脂代謝功能，它們對(duì)油脂合成及其組分多樣性的貢獻(xiàn)有待進(jìn)一步研究。

3.3 二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶（DGAT）

DGAT是催化Acyl-CoA依賴(lài)的TAG從頭合成途徑的最后一步限速酶，系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化分析劃為4類(lèi)：DGAT1、DGAT2、可溶性DGAT以及細(xì)菌WS/DGAT，其中DGAT1和DGAT2在真核生物中廣泛存在。目前，AtDGAT1是唯一被證實(shí)與擬南芥種子TAG合成和積累直接相關(guān)的，該基因功能缺失后能導(dǎo)致種子含油量減少20%～40%，某種程度上也表明TAG合成存在其他途徑的補(bǔ)償機(jī)制；同時(shí)，AtDGAT1還能介導(dǎo)植物對(duì)低溫脅迫的應(yīng)答［40-42］。擬南芥中AtDGAT2可能不編碼功能性酶，因?yàn)橥蛔凅w遺傳研究發(fā)現(xiàn)該基因與AtDGAT1不存在功能上的互補(bǔ)或冗余關(guān)系［41］。盡管如此，人們還是發(fā)現(xiàn)了一些產(chǎn)生富含獨(dú)特FAs的含油植物DGAT2，如蓖麻、油桐和鐵皮草，它們分別產(chǎn)生富含蓖麻油酸（12-OH 18：1 cisΔ9）、油麻酸（18：3 cisΔ9、transΔ11、transΔ13）和白醋酸（12-環(huán)氧、cisΔ9十八碳烯酸）的TAG［43］；此外，油棕EgDGAT2和椰子CoDGAT2具有對(duì)棕櫚酸（C16：1）和油酸（C18：1）的底物偏好，它們的過(guò)表達(dá)擬南芥種子中脂肪酸含量均發(fā)生了顯著差異變化［44-45］。這些研究結(jié)果均有力支撐了DGAT2在植物TAG生物合成中對(duì)獨(dú)特FAs的選擇偏好與TAG積累的積極貢獻(xiàn)。

花生AhDGAT1存在多個(gè)剪接變體，它們表現(xiàn)出不同的組織特異性表達(dá)模式，其中AhDGAT1.1過(guò)表達(dá)擬南芥種子的脂肪酸含量顯著提高［46］。AhGPAT2能夠在花生組織中廣泛表達(dá)，葉片和花中相對(duì)較高，酵母功能互補(bǔ)和煙草異源過(guò)表達(dá)結(jié)果均證明了該基因能夠改變或提高FAs含量，同時(shí)也改變了各種內(nèi)源脂代謝基因的轉(zhuǎn)錄水平［47］。人們?cè)诨ㄉ羞€鑒定得到一個(gè)僅在未成熟種子（子葉）特異表達(dá)的AhDGAT3，該基因與DGAT1和DGAT2均不同源，屬于可溶性DGAT酶，能夠促進(jìn)重組大腸桿菌中TAG的積累，并且優(yōu)先選擇18：1-CoA為酰基供體［48-49］。與其他已知植物相比，花生AhDGATs家族進(jìn)化出了獨(dú)特的功能特性，對(duì)這些家族成員的遺傳多樣性、底物選擇性以及生理活性等進(jìn)行深入研究，可能有助于篩選高油兼具優(yōu)異脂肪酸配比的油脂性狀。

3.4 磷脂：二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶（PDAT）

不依賴(lài)Acyl-CoA的TAG合成是以DAG為?；荏w、磷脂為?；w進(jìn)行的，該途徑利用磷脂：二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶（phospholipid：diacylglycerol acyltransferase，PDAT）催化?；鶑腜C的sn-2位轉(zhuǎn)移到DAG的sn-3位生成TAG［50］。擬南芥中已鑒定出6個(gè)PDAT同系物，其中PDAT1在植物中占大部分PDAT活性。PDAT1可能不是擬南芥TAG合成和積累的直接貢獻(xiàn)因素，研究發(fā)現(xiàn)單一過(guò)表達(dá)或敲除AtPDAT1均沒(méi)有觀察到種子TAG和FA含量發(fā)生明顯變化［51-52］；另外，AtPDAT1可能與花粉發(fā)育相關(guān)，atdgat1-1/atpdat1-2基因型雙突變能導(dǎo)致不育花粉內(nèi)缺乏可見(jiàn)油體，種子含油量減少70%～80%，這就表明AtPDAT1和AtDGAT1對(duì)花粉活力和種子發(fā)育存在功能重疊，并且在TAG合成中PDAT途徑和DGAT途徑可能具有協(xié)同作用［41］。

不同植物的PDAT表達(dá)方式差異明顯，活性研究表明，該酶可能在多不飽和或獨(dú)特FAs的積累中發(fā)揮重要作用［50］。向日葵HaPDATs主要在種子發(fā)育后期表達(dá)，其中HaPDAT1c能夠恢復(fù)酵母突變體H1246細(xì)胞TAG的生物合成能力［53］。油菜BnPDAT1基因表達(dá)和種子TAG含量變化沒(méi)有明顯的直接關(guān)系，但高含油品系中的表達(dá)豐度顯著高于低含油品系［54］。花生全基因組生物信息學(xué)分析研究顯示，AhPDATs家族包含17個(gè)成員，系統(tǒng)進(jìn)化上分為5個(gè)亞組，這些基因的組織時(shí)空表達(dá)模式差異明顯，并且存在豐富的可變剪接基因型［55］。目前已分離獲得AhPDAT1和AhPDAT2，熒光定量結(jié)果顯示AhPDAT1在花生種子中表達(dá)量最高，AhPDAT2在花生下胚軸中表達(dá)量最高，2個(gè)基因分別在果針入土后60 d和36 d的表達(dá)量遠(yuǎn)高于其余各時(shí)期，此外基因表達(dá)受干旱、高鹽、低溫等9類(lèi)非生物脅迫誘導(dǎo)，暗示了AhPDATs對(duì)花生油脂合成和抗逆的正面調(diào)控作用［56］。

4 展望

大量遺傳分析研究表明，花生油脂合成是受多基因控制的數(shù)量性狀遺傳，單一改變某個(gè)基因的表達(dá)水平很難精準(zhǔn)調(diào)控最終的油脂含量及其組分。隨著不同物種脂代謝的深入研究，人們對(duì)花生油脂合成中區(qū)室化途徑的相對(duì)貢獻(xiàn)以及關(guān)鍵限速酶基因的鑒定也有了積極的進(jìn)展，但是主要集中在相關(guān)基因家族的克隆、表達(dá)和生物學(xué)功能初探，TAG合成網(wǎng)絡(luò)的多基因調(diào)控關(guān)系依然不明確。另外，單一的Kennedy途徑對(duì)花生TAG合成的貢獻(xiàn)率如何，PC在多大程度上參與了超長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸或其他未在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中修飾的脂肪酸的?；D(zhuǎn)移，以及TAG合成中每一步酯化反應(yīng)對(duì)酰基通量的需求等，這些問(wèn)題的解決有助于更全面地了解花生油脂合成及其脂肪酸組成的機(jī)制。囿于技術(shù)限制和安全風(fēng)險(xiǎn)，目前通過(guò)基因工程手段來(lái)改良花生優(yōu)異性狀還無(wú)法大規(guī)模實(shí)現(xiàn)。盡管如此，隨著人們對(duì)花生油脂代謝不斷深入了解，對(duì)于今后花生油脂性狀的精準(zhǔn)鑒定和創(chuàng)新利用具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］Seijo J G，Lavia G I，F(xiàn)ernández A，et al. Physical mapping of the 5S and 18S-25S rRNA genes by FISH as evidence that Arachis duranensis and A. ipaensis are the wild diploid progenitors of A. hypogaea （Leguminosae）［J］. American Journal of Botany，2004，91（9）：1294-1303.

［2］廖伯壽，殷 艷，馬 霓. 中國(guó)油料作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧與展望［J］. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2018，8（1）：107-112.

［3］Janila P，Nigam S N，Pandey M K，et al. Groundnut improvement：use of genetic and genomic tools［J］. Frontiers in Plant Science，2013，4：23.

［4］Jung S，Swift D，Sengoku E，et al. The high oleate trait in the cultivated peanut （Arachis hypogaea L.）. Ⅰ. Isolation and characterization of two genes encoding microsomal oleoyl-PC desaturases［J］. Molecular & General Genetics，2000，263（5）：796-805.

［5］趙春江，李 瑾，馮 獻(xiàn). 面向2035年智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究［J］. 中國(guó)工程科學(xué)，2021，23（4）：1-9.

［6］Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAOSTAT Database：2019—2020［EB/OL］. ［2022-11-20］. https：//www.fao.org/faostat.

［7］Bates P D，Browse J. The significance of different diacylgycerol synthesis pathways on plant oil composition and bioengineering［J］. Frontiers in Plant Science，2012，3：147.

［8］Bates P D，Stymne S，Ohlrogge J. Biochemical pathways in seed oil synthesis［J］. Current Opinion in Plant Biology，2013，16（3）：358-364.

［9］Xu C C，Shanklin J. Triacylglycerol metabolism，function，and accumulation in plant vegetative tissues［J］. Annual Review of Plant Biology，2016，67（1）：179-206.

［10］Bates P D. Understanding the control of acyl flux through the lipid metabolic network of plant oil biosynthesis［J］. Molecular and Cell Biology of Lipids，2016，1861（9）：1214-1225.

［11］Chapman K D，Ohlrogge J B. Compartmentation of triacylglycerol accumulation in plants［J］. The Journal of Biological Chemistry，2012，287（4）：2288-2294.

［12］Li-Beisson Y，Shorrosh B，Beisson F，et al. Acyl-lipid metabolism［J］. The Arabidopsis Book，2013，11：e0161.

［13］Chen G Q，Woodfield H K，Pan X，et al. Acyl-trafficking during plant oil accumulation［J］. Lipids，2015，50（11）：1057-1068.

［14］Li N N，Gügel I L，Giavalisco P，et al. FAX1，a novel membrane protein mediating plastid fatty acid export［J］. PLoS Biology，2015，13（2）：e1002053.

［15］Lu C F，Xin Z G，Ren Z H，et al. An enzyme regulating triacylglycerol composition is encoded by the ROD1 gene of Arabidopsis［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2009，106（44）：18837-18842.

［16］Lee J，Welti R，Schapaugh W T，et al. Phospholipid and triacylglycerol profiles modified by PLD suppression in soybean seed［J］. Plant Biotechnology Journal，2011，9（3）：359-372.

［17］Stymne S，Stobart A K. Evidence for the reversibility of the acyl-CoA：lysophosphatidylcholine acyltransferase in microsomal preparations from developing safflower （Carthamus tinctorius L.） cotyledons and ratliver［J］. Biochemical Journal，1984，223（2）：305-314.

［18］禹山林. 中國(guó)花生遺傳育種學(xué)［M］. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2011：29-33.

［19］廖伯壽. 中國(guó)花生油脂產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力淺析［J］. 花生學(xué)報(bào)，2003，32（增刊1）：11-15.

［20］姜慧芳，任小平，王圣玉，等. 野生花生高油基因資源的發(fā)掘與鑒定［J］. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2010，32（1）：30-34.

［21］萬(wàn)勇善，譚 忠，范 暉，等. 花生脂肪酸組分的遺傳效應(yīng)研究［J］. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2002，24（1）：27-29.

［22］姜慧芳，段乃雄. 花生油脂品質(zhì)及含油量、油酸和亞油酸含量間的相關(guān)分析［J］. 花生科技，1993（2）：5-6.

［23］Nepote V，Olmedo R H，Mestrallet M G，et al. A study of the relationships among consumer acceptance，oxidation chemical indicators，and sensory attributes in high-oleic and normal peanuts［J］. Journal of Food Science，2009，74（1）：1-8.

［24］Chen X，Snyder C L，Truksa M，et al. sn-Glycerol-3-phosphate acyltransferases in plants［J］. Plant Signaling & Behavior，2011，6（11）：1695-1699.

［25］Yang W L，Simpson J P，Li-Beisson Y，et al. A land-plant-specific glycerol-3-phosphate acyltransferase family in Arabidopsis：substrate specificity，sn-2 preference，and evolution［J］. Plant Physiology，2012，160（2）：638-652.[HJ1.7mm]

［26］Singer S D，Chen G Q，Mietkiewska E，et al. Arabidopsis GPAT9 contributes to synthesis of intracellular glycerolipids but not surface lipids［J］. Journal of Experimental Botany，2016，67（15）：4627-4638.

［27］Payá-Milans M，Venegas-Calerón M，Salas J J，et al. Cloning，heterologous expression and biochemical characterization of plastidial sn- glycerol-3-phosphate acyltransferase from Helianthus annuus［J］. Phytochemistry，2015，111：27-36.

［28］Sun S K，Yang N N，Chen L J，et al. Characterization of LpGPAT gene in Lilium pensylvanicum and response to cold stress［J］. BioMed Research International，2015，2015：792819.

［29］Chi X，Yang Q，Pan L，et al. Isolation and expression analysis of glycerol-3-phosphate acyltransferase genes from peanuts （Arachis hypogaea L.）［J］. Grasasy Aceites，2015，66（3）：e093.

［30］郝翠翠，梁成偉，石 蕾，等. 花生甘油-3-磷酸?；D(zhuǎn)移酶（GPAT）基因的克隆及表達(dá)分析［J］. 花生學(xué)報(bào)，2018，47（1）：1-10.

［31］Lv Y Y，Zhang X R，Luo L，et al. Characterization of glycerol-3-phosphate acyltransferase 9 （AhGPAT9） genes，their allelic polymorphism and association with oil content in peanut （Arachis hypogaea L.）［J］. Scientific Reports，2020，10（1）：14648.

［32］Shockey J，Regmi A，Cotton K，et al. Identification of Arabidopsis GPAT9 （At5g60620） as an essential gene involved in triacylglycerol biosynthesis［J］. Plant Physiology，2016，170（1）：163-179.

［33］Krbes A P，Kulcheski F R，Margis R，et al. Molecular evolution of the lysophosphatidic acid acyltransferase （LPAAT） gene family［J］. Molecular Phylogenetics and Evolution，2016，96：55-69.

［34］Kim H U，Huang A H C. Plastid lysophosphatidyl acyltransferase is essential for embryo development in Arabidopsis［J］. Plant Physiology，2004，134（3）：1206-1216.

［35］Kim H U，Li Y H，Huang A H C. Ubiquitous and endoplasmic reticulum-located lysophosphatidyl acyltransferase，LPAT2，is essential for female but not male gametophyte development in Arabidopsis［J］. The Plant Cell，2005，17（4）：1073-1089.

［36］Chi X Y，Dong F，Yang Q L，et al. Expression and characterization of lysophosphatidyl acyltransferase genes from peanut （Arachis hypogaea L.）［J］. Research on Crops，2014，15（1）：141-153.

［37］Chen S L，Huang J Q，Lei Y，et al. Cloning and expression analysis of lysophosphatidic acid acyltransferase （LPAT） encoding gene in peanut［J］. Acta Agronomica Sinica，2012，38（2）：245-255.

［38］Chen S L，Lei Y，Xu X，et al. The peanut （Arachis hypogaea L.） gene AhLPAT2 increases the lipid content of transgenic Arabidopsis seeds［J］. PLoS One，2017，10（8）：e0136170.

［39］Chen S L，Huang J Q，Lei Y，et al. Identification and characterization of a gene encoding a putative lysophosphatidyl acyltransferase from Arachis hypogaea［J］. Journal of Biosciences，2012，37（6）：1029-1039.

［40］Jako C，Kumar A，Wei Y，et al. Seed-specific over-expression of an Arabidopsis cDNA encoding a diacylglycerol acyltransferase enhances seed oil content and seed weight［J］. Plant Physiology，2001，126（2）：861-874.

［41］Zhang M，F(xiàn)an J L，Taylor D C，et al. DGAT1 and PDAT1 acyltransferases have overlapping functions in Arabidopsis triacylglycerol biosynthesis and are essential for normal pollen and seed development［J］. The Plant cell，2009，21（12）：3885-3901.

［42］Tan W J，Yang Y C，Zhou Y，et al. Diacylglycerol acyltransferase and diacylglycerol kinase modulate triacylglycerol and phosphatidic acid production in the plant response to freezing stress［J］. Plant Physiology，2018，177（3）：1303-1318.

［43］Liu Q，Siloto R M P，Lehner R，et al. Acyl-CoA：diacylglycerol acyltransferase：molecular biology，biochemistry and biotechnology［J］. Progress in Lipid Research，2012，51（4）：350-377.

［44］Jin Y H，Yuan Y J，Gao L C，et al. Characterization and functional analysis of a type 2 diacylglycerol acyltransferase （DGAT2） gene from oil palm （Elaeis guineensis Jacq.） mesocarp in Saccharomyces cerevisiae and transgenic Arabidopsis thaliana［J］. Frontiers in Plant Science，2017，8：1791.

［45］Zheng Y S，Jin Y H，Yuan Y J，et al. Identification and function analysis of a type 2 diacylglycerol acyltransferase （DGAT2） from the endosperm of coconut （Cocos nucifera L.）［J］. Gene，2019，702：75-82.

［46］Zheng L，Shockey J，Guo F，et al. Discovery of a new mechanism for regulation of plant triacylglycerol metabolism：the peanut diacylglycerol acyltransferase-1 gene family transcriptome is highly enriched in alternative splicing variants［J］. Journal of Plant Physiology，2017，219：62-70.

［47］Zheng L，Shockey J，Bian F，et al. Variant amino acid residues alter the enzyme activity of peanut type 2 diacylglycerol acyltransferases［J］. Frontiers in Plant Science，2017，8：1751.

［48］Saha S，Enugutti B，Rajakumari S，et al. Cytosolic triacylglycerol biosynthetic pathway in oilseeds. Molecular cloning and expression of peanut cytosolic diacylglycerol acyltransferase［J］. Plant Physiology，2006，141（4）：1533-1543.

［49］Chi X Y，Hu R B，Zhang X W，et al. Cloning and functional analysis of three diacylglycerol acyltransferase genes from peanut （Arachis hypogaea L.）［J］. PLoS One，2017，9（9）：e105834.

［50］Dahlqvist A，Stahl U，Lenman M，et al. Phospholipid：diacylglycerol acyltransferase：an enzyme that catalyzes the acyl-CoA-independent formation of triacylglycerol in yeast and plants［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2000，97（12）：6487-6492.

［51］Stahl U，Carlsson A S，Lenman M，et al. Cloning and functional characterization of a phospholipid：diacylglycerol acyltransferase from Arabidopsis［J］. Plant Physiology，2004，135（3）：1324-1335.

［52］Mhaske V，Beldjilali K，Ohlrogge J，et al. Isolation and characterization of an Arabidopsis thaliana knockout line for phospholipid：diacylglycerol transacylase gene （At5g13640）［J］. Plant Physiology and Biochemistry，2005，43（4）：413-417.

［53］張 程，董帥飛，朱 藝，等. 向日葵PDAT基因家族鑒定及其對(duì)油脂積累和非生物脅迫的響應(yīng)［J］. 植物生理學(xué)報(bào)，2022，58（5）：844-856.

［54］譚太龍，馮 韜，羅海燕，等. 甘藍(lán)型油菜磷脂二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶（BnPDAT1）表達(dá)特性研究［J］. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2019，34（1）：12-18.

［55］田海瑩，單 雷，李新國(guó)，等. 花生PDAT基因家族的全基因組生物信息學(xué)分析［J］. 花生學(xué)報(bào)，2018，47（3）：1-7.

［56］徐 赫，潘麗娟，陳 娜，等. 磷脂二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶（PDAT）基因的克隆與表達(dá)分析［J］. 花生學(xué)報(bào)，2018，47（4）：33-40.

收稿日期：2022-12-20

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31701461）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金［編號(hào)：CX（20）3121］；江蘇省種業(yè)振興“揭榜掛帥”項(xiàng)目［編號(hào)：JBGS（2021）062］；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：CARS-13）。

作者簡(jiǎn)介：沈 悅（1986—），女，江蘇宜興人，博士，助理研究員，主要從事花生遺傳育種與分子生物學(xué)研究。E-mail：syjaas@163.com。

通信作者：陳志德，博士，研究員，主要從事花生資源與遺傳育種研究。E-mail：chen701865@aliyun.com。