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ω-3超长链多不饱和脂肪酸对维持人体健康具有重要作用。二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)是最具有营养价值的ω-3超长链多不饱和脂肪酸,是人体视觉和神经系统细胞膜的重要组成成分,能促进神经系统和视觉系统的发育。EPA和DHA还有降血脂、降血压、提高免疫力的作用。ω-3超长链多不饱和脂肪酸缺乏是导致心血管疾病的频发的主要原因之一。目前,EPA和DHA的主要来源是深海鱼油。近年来,过度捕捞造成鱼类资源持续减少,重金属污染导致海洋渔类资源安全问题凸显,深海鱼油已难以满足市场对EPA和DHA的需求,因此,开发EPA和DHA新资源具有广阔的应用前景。虽然高等植物中不存在超长链多不饱和脂肪酸途径,但利用转基因技术在双子叶植物中合成EPA和DHA已有成功报道。水稻是重要的粮食作物,利用转基因水稻生产EPA、DHA稳定性强,较油料作物具有优势,但相关研究尚未见报道。 本研究将7个与超长链多不饱和脂肪酸合成相关的酶基因共同导入水稻中,创建ω-3超长链多不饱和脂肪酸合成通路,希望获得种子中富含EPA和DHA的水稻新材料。利用密码子优化技术,合成获得了7个适合在水稻中表达的超长链多不饱和脂肪酸合成基因。将其用2A连接肽连接,使其处于同一表达框,由同一个水稻胚乳特异性启动子驱动,构建表达载体,并成功获得了转基因植株。转基因植株分子检测结果显示外源基因已成功整合到水稻基因组中。但遗憾的是,对转基因水稻种子脂肪酸组成进行气相色谱分析时,没有检测到预期产物EPA和DHA。造成这个结果的原因可能是:1,构建载体时,2A多肽序列单一,造成同源重组;2,转录本过大,不能成功转录或转录后降解。目前正在将上述基因分别构建表达框进行多基因共转化,继续探索在水稻中创建ω-3超长链多不饱和脂肪酸合成通路。