近日，学会常务理事陶俊教授及其团队在二区杂志International Journal of Molecular Sciences在线发表了题为Analysis and Functional Verification of PoWRI1 Gene Associated with Oil Accumulation Process in Paeonia ostii的研究论文，分析鉴定了牡丹种子中油脂合成关键转录因子WRI1（WRINKLED1）的功能，为进一步揭示牡丹籽油合成机制及调控研究奠定了基础。

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）是芍药科(Paeoniaceae)芍药属的重要观赏花卉，作为我国传统名花的优秀代表，其千姿万态、色彩丰富，深受人们喜爱。近些年来，油用牡丹的食用价值逐渐被人们重视，由于其含有丰富的不饱和脂肪酸而具有良好的保健作用，尤其是α-亚麻酸含量远超传统油料作物，因此，油用牡丹也被国家列为继核桃、油茶后的第三大木本植物油料作物而被广泛种植。在生产上牡丹籽油年产量仅为两万吨，远远不能满足市场需求，因此，如何提高籽油产量是生产上亟待解决的问题。

植物油脂合成的调控机制较为复杂，针对油脂代谢通路的研究也较为清晰。近些年来，重要的油脂调控相关转录因子被挖掘，主要包括五大类：bZIP、B3、NFYB、ASIL和AP2/EREB类。目前为止，学者们对以上转录因子均有研究和相关报道。有学者认为WRI1是植物油脂合成中非常重要的一类转录因子，将ZmLEC1和ZmWRI1共表达可以使玉米含油量提高48%。因此，研究牡丹油脂合成机制，对生产上调控牡丹籽油含量及提高油料品质具有重要意义。

本研究通过对主要油用牡丹品种‘凤丹’中的PoWRI1进行基因克隆，亚细胞定位显示，PoWRI1定位于细胞核中，具有转录因子的典型特点（图1）。同时进行模式植物的遗传转化，得到超表达PoWRI1的植株表型。通过qRT-PCR分析得知，PoWRI1影响了拟南芥油脂合成代谢通路中的AtBCCP2、AtKAS1、AtPKP-beta1的表达从而影响了拟南芥种子的大小及含油量（图2-3）。

图1 凤丹PoWRI1基因的亚细胞定位情况

图2 PoWRI1-OE转基因拟南芥种子表型分析

图3 PoWRI1-OE在转基因拟南芥中的表达情况

对转基因植株的种子油进行GC-MS分析，共发现了11种脂肪酸含量发生变化。与对照相比，转PoWRI1株系中的油酸C18:1n9c、亚油酸C18:2n6c、α亚麻酸C18:3n3相对上升了2倍。每种脂肪酸的相对含量也发生了改变（图4）。本研究结果为进一步揭示牡丹油脂的合成机制奠定了基础，同时也为后期牡丹的油脂合成调控提供了有效的基因资源。

图4 转基因拟南芥种子油脂成分分析

陶俊教授领衔花卉种质创新与分子生物学团队在牡丹芍药种质资源保存与创新利用方面具有明显的特色和优势，建有国家芍药种质资源库、江苏省牡丹种质资源库，在Environmental Science & Technology、Horticulture Research等期刊发表论文百余篇，授权国家发明专利12项，获得教育部科技进步奖一等奖、国家林草局梁希林业科学技术奖二等奖，研发的产业化关键技术在生产上得到了推广应用。

图5 陶俊教授团队

我院陶俊教授为该论文的通讯作者，孙静讲师和硕士生陈恬分别为第一、第二作者。论文受到了国家自然科学基金(31600564)、江苏省现代农业产业体系(JATS [2020]436)、江苏省自然科学基金(BK20160460)和扬州大学青蓝工程人才项目的资助。

全文链接：https://www.mdpi.com/1422-0067/22/13/6996