综述:油料作物中脂肪酸合成的调控机制:提升油脂品质的多维视角与策略

【字体: 时间:2025年09月05日 来源:Critical Reviews in Biotechnology 7.7

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  【编辑推荐】本综述系统解析油料作物脂肪酸(FA)合成调控网络,聚焦饱和(SFA)与不饱和脂肪酸(UFA)平衡对健康的影响,从合成途径(如FASII)、基因调控(如FAD2/DGAT)到分子育种策略,为优质食用油开发和农业可持续发展提供理论支撑。

  

脂肪酸组成与健康关联

植物油中饱和脂肪酸(SFA)与不饱和脂肪酸(UFA)的比例直接影响心血管健康。现代营养学研究证实,过量摄入棕榈酸(C16:0)等SFA会升高低密度脂蛋白(LDL),而油酸(C18:1)和亚油酸(C18:2)等UFA则具有降低胆固醇的作用。这一发现推动了对油料作物脂肪酸代谢工程的深入研究。

生物合成途径解析

脂肪酸合成(FASII)途径在质体中完成碳链延伸,关键限速酶乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化初始反应。去饱和过程则依赖内质网定位的Δ12脂肪酸去饱和酶(FAD2),该酶将油酸转化为亚油酸的效率直接决定UFA含量。值得注意的是,不同油料作物的FAD2同源基因(如大豆GmFAD2-1B与油菜BnFAD2)呈现显著的表达特异性。

基因调控网络

转录因子WRI1和LEC1通过激活脂肪酸合成相关基因(如KASIII、FATA)调控油脂积累。表观遗传学研究发现,DNA甲基化修饰会影响FAD3基因在低温条件下的表达,这为高纬度地区培育高α-亚麻酸(C18:3)品种提供了新思路。

分子育种策略

CRISPR-Cas9技术已成功用于创制高油酸突变体,如花生AhFAD2基因编辑品系油酸含量提升至80%以上。此外,DGAT1/2基因家族调控三酰甘油(TAG)组装,其等位变异与含油量呈显著正相关。最新研究显示,将海洋藻类Δ6去饱和酶转入油菜,可实现ω-3脂肪酸的异源合成。

产业应用前景

通过整合多组学数据和基因编辑技术,未来可定向设计脂肪酸组成,例如降低豆油中棕榈酸含量至4%以下,或提高亚麻籽油中ω-3含量至60%。这些突破将推动功能型食用油开发,满足个性化营养需求。

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