基因工程在植物油改造中的研究概况近年来,随着对植物脂肪酸代谢的生化研究和植物功能基因组学研究的不断深入(如拟南芥和水稻),人们获得有关植物脂肪酸生物合成中重要基因的可能性大大提高。表1给出了应用传统育种和基因工程技术所获得的油料作物种子中主要脂肪酸成分的含量。虽然依靠突变、化学诱变和杂交等传统方法已经选育出若干种特殊的油料作物品种,但是其常规育种方向随机性大,育种周期长,农业性状难以综合,特定成分提高幅度有限,而且这些技术也具有一些明显的局限性(KinneyandKnowlton,1998)。

     例如,往往在控制了某些贮藏油分脂肪酸成分的同时也影响着其他组织结构膜的脂肪酸成分,而且任何改变酶活性的变化都有可能对植物的生长活力和产量产生不利的影响。此外,某些物种的遗传物质多倍性也严格的限制了诱变繁育技术的运用(Liuetal.1999)。而应用基因工程技术对油料种子中的脂肪酸成分进行修饰和定向改造,可以大大缩短育种周期和提高效率,甚至可以获得普通油料种子不能合成的特殊脂肪酸成分,这是常规农业育种难以达到的。利用基因工程改造植物油目前主要有两种方法。

     一、通过RNA干涉(RNAinterference,RNAi)等基因沉默技术调控一些脂肪酸脱氢酶基因和延长酶基因的活性,可以修饰种子中脂肪酸链的长度和不饱和度,调整脂肪酸分子在三酰甘油酯相关位置上的分布,增加或减少特定的脂肪酸成分。如转录基因沉默(transcriptionalgenesilencing,TGS)、后转录基因沉默(post-transcriptionalgenesilencing,PTGS)和核酶技术。要实现目的基因的沉默,需要转入的基因要和原有的目的基因共有一段有意义的同源序列(相似程度要大于70%),这样才能使脂肪酸的组分含量有显著的变化,或者能除去植物油中不需要的脂肪酸成分(Stoutjesdijketal.,2002;Liuetal.,2002b)。

     二、通过转基因引入从微生物克隆的长链不饱和脂肪酸脱氢酶基因和延长酶基因等基因。新的目的基因可以被加入或引入到某种现存作物中,能够获得高等植物不能合成的长链不饱和脂肪酸,进而创造出对人类健康有益的食用油,使它具有较高的和特殊的营养价值和特性(Knutzonetal.,1999;Baoetal.,2002;SayanovaandNapier,2004)。