全 文 ：园艺学报，2015，42 (1)：65–74.
Acta Horticulturae Sinica
doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2014-0429；http：//www. ahs. ac. cn 65
收稿日期：2014–06–25；修回日期：2014–10–31
C菊花脂肪酸脱饱和酶基因 mFAD7 的克隆与表
达分析
李永华，王翠丽，李 永*，杨秋生
（河南农业大学林学院，郑州 450002）
摘 要：以秋菊（Chrysanthemum morifolium Ramat.）抗寒品种‘星光灿烂’为材料，利用 RT-PCR
和 RACE 方法从叶片中克隆了 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因，命名为 CmFAD7，GenBank 登录号为 KC567246。
该基因 cDNA 全长 1 284 bp，编码 428 个氨基酸，相对分子量为 48.98 kD，等电点为 9.07，编码的氨基
酸序列与高山还阳参同源性最高（84%）。该蛋白含有∆12-FADs 保守结构域和 3 个跨膜螺旋，N 端含有
一段叶绿体转运肽，属于膜脂肪酸去饱和酶超级家族。采用实时荧光定量 PCR 和气相色谱法研究低温胁
迫下叶片和根系中 CmFAD7 的表达量及脂肪酸含量变化，CmFAD7 在根系和叶片中均有表达，叶片中的
表达量高于根系。根系中 5 ℃时表达量最高，叶片中–4 ℃时最高，在–8 ℃时叶片和根系表达量均较低；
随着处理温度的降低，叶片中 C18:3 含量呈逐渐上升趋势，根系中变化不明显。结果表明，菊花 CmFAD7
与抗寒性有关，低温条件下不同器官的表达量有较大差异。
关键词：菊花；不饱和脂肪酸；CmFAD7；表达分析
中图分类号：S 682.1+1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2015）01-0065-10

Cloning and Expression Analysis of Fatty Acid Desaturase Gene CmFAD7
in Chrysanthemum
LI Yong-hua，WANG Cui-li，LI Yong*，and YANG Qiu-sheng
（College of Forestry，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China）
Abstract：Chrysanthemum（Chrysanthemum morifolium Ramat.）cultivar‘Xingguang Canlan’
with cold resistance was used as experimental materials in this study，ω-3 fatty acid desaturase gene were
separated and cloned from the leaf by RT-PCR and RACE，named CmFAD7，accession number is
KC567246 in GenBank. The full length cDNA of CmFAD7 is 1 284 bp，encoding a protein of 428 amino
acids. Its molecular mass is 48.98 kD，and pI is 9.07. The identities of putative amino acid sequence of
chrysanthemum ω-3 fatty acid desaturase compared with that of plastidial ω-3 fatty acid desaturase from
Crepis alpine is 84%. CmFAD7 protein contains a delta 12-FADs conservative domain，three
transmembrane helical structures，and a chloroplast transit peptide at N-terminal，which is belonging to the
Membrane-FADs-like superfamily. Expression of CmFAD7 and fatty acid content in leaf and root under
low temperature stress were determined with real-time fluorescent quantitative PCR and gas chromatography

基金项目：河南省重大科技专项（091100110200）；河南省科技攻关项目（142102110136）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：liyongrui1@126.com）
Li Yong-hua，Wang Cui-li，Li Yong，Yang Qiu-sheng.
Cloning and expression analysis of fatty acid desaturase gene CmFAD7 in Chrysanthemum.
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technology，CmFAD7 expressed in root and leaf under different temperatures，the level of expression in
leaves was higher than that in roots. The highest expression level in roots and leaves were at 5 ℃，–4 ℃，
respectively. Oppositely，the expression level in leaves and roots were lower at–8 . ℃ With the decline of
treatment temperature，C18:3 content in leaves increased gradually，but there is no obvious changes in roots.
In conclusion，CmFAD7 is associated with the cold resistance in chrysanthemum，there are significant
differences for expression level in different organs under the conditions of low temperature.
Key words：chrysanthemum；unsaturated fatty acid；CmFAD7；expression analysis

植物抗寒性与膜脂不饱和脂肪酸含量关系密切（Somerville，1995；Nishid & Murata，1996；
Murata & Los，1997）。膜脂不饱和脂肪酸中，三烯脂肪酸（Trienoic Fatty Acids，TAs）含量约占总
脂肪酸的 70%，在植物抗寒过程中具有重要作用。不饱和脂肪酸合成途径中，ω-3 脂肪酸去饱和酶
催化二烯脂肪酸（Dienoic Fatty Acids，DAs）转化为三烯脂肪酸。根据电子供体的不同，植物 ω-3
脂肪酸去饱和酶分为内质网型和质体型。目前已从拟南芥、大豆（Yadav et al.，1993）、豇豆（Yamamoto
et al.，1992）、蓖麻（Vandeloof & Someville，1994）、小麦（Horiguchi et al.，1996）、黄瓜（刘春香
等，2008）等物种中克隆了微体和质体 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因。植物 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因的
表达受温度、光照、盐浓度、伤害刺激和植物生长调节剂等的影响，且具有组织特异性（Nishiuchi et
al.，1995；Berberich et al.，1998）。低温能够诱导拟南芥（Gibson et al.，1994；Shi et al.，2011）、
桦木（Martz et al.，2006）、大豆等的 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因的表达。低温条件下，大豆中内质网
和质体 ω-3 脂肪酸去饱和酶能够上调亚麻酸的合成使其维持在适当水平，以增强抗寒性（Román et
al.，2012）；植物叶片不同发育期，控制内质网和质体 ω-3 脂肪酸去饱和酶表达及活性的调控机制不
同（Lagunas et al.，2013）。
菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）在秋冬季节开花过程中经常遭受低温伤害。作者前期
分析了 9 个秋菊品种叶片和根系中膜脂不饱和脂肪酸含量变化，探讨了低温抗性机制（李永华 等，
2013）。但抗寒性研究方面，尚未有菊花 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因的相关报道。本试验中以秋菊抗寒
品种‘星光灿烂’为材料，通过对菊花叶绿体 ω-3 脂肪酸去饱和酶（CmFAD7）基因的克隆、序列
分析，并结合不同温度下叶片和根系中的表达情况和脂肪酸含量分析，阐述其表达模式，探讨低温
胁迫下菊花脂肪酸代谢的分子调控机制，为深入研究菊花抗寒机理及抗性育种奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料及其处理
试验于 2013 年 5 月在河南农业大学中心实验室进行，材料为秋菊抗寒品种‘星光灿烂’，由开
封市园林菊花研究所提供。盆栽基质为草炭︰蛭石︰珍珠岩 = 1︰1︰1。将生长健壮的菊花幼苗置于
人工气候室培养，温度（25 ± 2）℃，空气相对湿度 50% ± 5%，光照强度（360 ± 18）μmol · m-2 · s-1，
光照时间 10 h · d-1，常规管理。待株高为（20 ± 2）cm、叶片数 13 ± 1 时，将植株冲洗干净，放入
塑料瓶中，置于高精度低温恒温槽（GDH-1006，Scientz，宁波）中，分别进行 16、5、–4 和–8 ℃
的温度处理（秋菊生长适宜温度为 16 ℃，‘星光灿烂’半致死温度为–9.7 ℃，本试验中选择–8 ℃，
中间拉开处理温度梯度，选择 5 和–4 ℃），每处理 3 株。以 2 ℃ · h-1 匀速降温，当达到所要求的温
度后维持 12 h。16 和 5 ℃处理后直接取样，–4 和–8 ℃处理后置于 4 ℃环境中缓慢解冻 6 h。在每
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菊花脂肪酸脱饱和酶基因 CmFAD7 的克隆与表达分析.
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个处理温度下取植株根系和顶端下第 4 ~ 5 片叶，蒸馏水反复冲洗后用定性滤纸吸干，锡箔纸包好
后于液氮中速冻，–80 ℃保存，用于基因克隆、荧光定量 PCR（Real time PCR，RT-qPCR）及脂肪
酸组分含量测定。
1.2 CmFAD7 的克隆及序列分析
采用 Trizol（Invitrogen 公司）法提取菊花叶片的总 RNA。利用超微量紫外可见分光光度计和
1%琼脂糖电泳检测 RNA 的纯度和完整性。以总 RNA 为模板，用 Revert AidTM First Strand cDNA
Synthesis Kit（Fermentas 公司）反转录 cDNA。
根据 GenBank 中登录的番茄、马铃薯、烟草等 ω-3 脂肪酸去饱和酶氨基酸的保守区域设计简并
引物 FAD-F 和 FAD-R（表 1），以 cDNA 为模板进行基因保守区序列扩增。根据获得的序列，利用
primer premier 5.0 设计 3′RACE 两个正向特异引物：FAD3′-F1、FAD3′-F2（表 1），获得 3′端序列。
将保守区序列和 3′RACE 序列进行拼接，设计 5′RACE 两个下游特异引物 FAD5′-R1、FAD5′-R2（表
1），按 SMARTerTM RACE cDNA Amplification Kit 试剂盒（Clontech）说明书，获得 5′端序列。

表 1 PCR 扩增所用引物
Table 1 Primers used in PCR amplification
引物名称
Primer name
引物序列
Primer sequence（5′–3′）
引物名称
Primer name
引物序列
Primer sequence（5′–3′）
FAD-F CTNGGYCAYGAYTGYGGACATGGW Cm FAD-F TTTGTGATGGGTCCTGTT
FAD-R GTNCCDATRTCRTGRTGDAT Cm FAD-R CAAGCGTCGTTAGTCCTC
FAD3-F1 CTAGGCCATGATTGCGGACAT 18S-rRNA F CTCATGGGATGTGGCTTCTT
FAD3-F2 AGGAGGACTAACGACGCTTGA 18S-rRNA R GCGTTCAAAAACTCGATGGT
FAD5-R1 GAGCCTTTCTTTCCTGGACTG FAD-S CTCAAATGGCTTCATGGGTCA
FAD5-R2 CAACAACCGAGTAGCCGTGTCTAA FAD-A ATTCTCTAGTTTCCGGTCATT
UPM CTAATACGACTCACTATAGGGCAAGCAGTGG
TATCAACGCAGAGT
B26 GACTCTAGACGACATCGATTTTTTTTTTTT
TTTTTT


扩增保守区序列的 PCR 反应程序为：94 ℃预变性 5 min 后，94 ℃变性 40 s，50 ℃退火 50 s，
72 ℃延伸 90 s，扩增 30 个循环，最后 72 ℃延伸 5 min。3′RACE 扩增反应程序与扩增保守区序列相
同，但退火温度为 54 ℃。5′RACE 扩增反应程序：95 ℃预变性 5 min 后，95 ℃变性 30 s，70 ℃退
火 30 s，72 ℃延伸 90 s，扩增 5 个循环；95 ℃变性 30 s，66 ℃退火 30 s，72 ℃延伸 90 s，扩增 10
个循环；95 ℃变性 30 s，62 ℃退火 30 s；72 ℃延伸 90 s，扩增 23 个循环，最后 72 ℃延伸 5 min。
将 3′和 5′端测序结果与保守片段拼接后得到全长序列，根据拼接序列设计并合成扩增全长序列的特
异性引物 FAD-S 和 FAD-A（表 1），其扩增程序为：94 ℃预变性 5 min 后，94 ℃变性 45 s，52 ℃退
火 50 s，72 ℃延伸 90 s，扩增 35 个循环，最后 72 ℃延伸 7 min。
PCR 产物经电泳检测后，目的片段用琼脂糖凝胶 DNA 回收试剂盒（购于天根生化科技有限公
司）回收。取适量回收纯化产物与载体 pUM-T（购于上海生工生物工程有限公司）连接，转化大肠
杆菌 DH 5α 感受态细胞。将筛选的阳性克隆送北京华大生物工程技术服务有限公司测序。
利用在线分析软件NCBI（http：//www. ncbi. nlm. nih. gov/）中的Blastn、Blastp对基因全长cDNA
进行同源性检索和蛋白预测，specialized BLAST（CDD search）完成保守区域分析；通过DNAMAN6.0
软件进行氨基酸序列推测和比对；ProtParam（http：//web. expasy. org/protparam/）分析蛋白质理化
性质；Tmpred（http：//www. ch. embnet. org/software/TMPRED_form. html）分析蛋白的跨膜区和跨
膜方向；Sosuisignal（http：//bp. nuap. nagoya-u. ac. jp/sosui/sosuisignal/sosuisignal_submit. html）进行
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信号肽预测；PSORT（http：//psort. hgc. jp/form. html）和TargetP（http：//www. cbs. dtu. dk/services/
TargetP/）进行亚细胞定位预测。
1.3 不同处理温度下CmFAD7 表达分析及脂肪酸含量的测定
提取 4 种温度处理下菊花根系和叶片总 RNA，进行反转录。以 cDNA 为模板，用 RT-qPCR 引
物 Cm FAD-F 和 Cm FAD-R（表 1）进行荧光定量 PCR，以 18S-rRNA（表 1）作为内参基因。反应
在实时荧光定量 PCR 仪（iQ5，BIO-RAD，USA）上进行，根据 Power × SYBR Real-time PCR Premixture
试剂盒（购于北京百泰克生物技术有限公司）配置反应体系：2 × Premix 10 μL，cDNA 模板 2 μL，
上、下游引物各 0.4 μL，无菌水 7.2 μL。反应程序：95 ℃预变性 2 min；95 ℃变性 15 s，58 ℃退火
20 s，72 ℃延伸 20 s，40 次循环。3 次重复。按照 2-∆∆CT 法计算基因的相对表达量，通过 Excel 2003
软件进行绘图。脂肪酸组分含量的测定采用气相色谱法（李永华 等，2013），3 次重复。
2 结果与分析
2.1 菊花CmFAD7 的克隆
提取菊花叶片总 RNA 用于 RT-PCR 反应，获得保守区片段，长度为 615 bp。经 Blast 分析，该
片段与已知物种 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因高度同源。根据保守区序列，分别进行 3′和 5′RACE，获
得基因序列的 3′端和 5′端。以 FAD-S 和 FAD-A 为引物，扩增出一条约 1 250 bp 的亮带（图 1，A），
酶切验证（图 1，B）并测序。该基因 cDNA 序列全长为 1 284 bp，编码 428 个氨基酸，GenBank 登
录号：KC567246。
图 1 CmFAD7 PCR（A）与酶切验证（B）
Fig. 1 PCR（A）and restriction enzyme（B）analysis of CmFAD7

2.2 菊花CmFAD7 同源性分析及分子进化树构建
在 GenBank 中使用 Blast 工具进行氨基酸同源序列搜索，该基因片段编码的氨基酸与同科的高
山还阳参（CaFAD7）脂肪酸去饱和酶基因的同源性最高（84%），与其它物种氨基酸，如 PfFAD7
（78%）、EgFAD7（77%）、AtFAD8（71%）、ZmFAD8（67%）、PoFAD8（54%）、AtFAD3（58%）、
BnFAD3（58%）具有较高的同源性（图 2）。CmFAD7保守结构域分析可知：含有 1个∆12-FADs（Delta12-
FADs-like）保守结构域，3 个保守区域组氨酸残基分别为 HXXX（X）H、HXX（X）HH 和 HXXHH
（图 2，黑框所示），第 2（Ⅱ）和第 4（Ⅳ）区域含有组氨酸序列（HXXHH），属于膜脂肪酸去饱
和酶超级家族（Membrane-FADs-like superfamily）；还含有一个位于 126 ~ 140 个氨基酸之间、在细
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菌和真核细胞中已经发现但功能未知的 DUF3474 超级家族保守结构域，因此将该基因命名为
CmFAD7。

图 2 菊花与其它物种 ω-3 脂肪酸去饱和酶氨基酸序列的多重比对
CmFAD7：菊花，KC567246；CaFAD7：高山还阳参，ABA55807.1；PfFAD7：紫苏，AAB39387.1；EgFAD7：洋桔梗，BAF30809.1；
PoFAD8：马齿苋，ACJ66780.1；ZmFAD8：玉米，BAA22442.1；AtFAD8：拟南芥，AED90892.1、AtFAD3：拟南芥，NP_180559.1；
BnFAD3：欧洲油菜，AFJ19039.1。蓝色背景表示序列一致性为 100%，粉色表示序列一致性 ≥ 75%，浅蓝色表示序列
一致性 ≥ 50%；黑框里面为保守区域，箭头表示 1 ~ 51 位置是叶绿体转运肽。
Fig. 2 Alignment of amino acid of ω-3 fatty acid desaturase from chrysanthemum and other plants
CmFAD7：Chrysanthemum morifolium，KC567246；CaFAD7：Crepis alpina，ABA55807.1；PfFAD7：Perilla frutescens，AAB39387.1；EgFAD7：
Eustoma grandiflorum，BAF30809.1；PoFAD8：Portulaca oleracea，ACJ66780.1；ZmFAD8：Zea mays，BAA22442.1；AtFAD8：Arabidopsis
thaliana，AED90892.1；AtFAD3：Arabidopsis thaliana，NP_180559.1；BnFAD3：Brassica napus，AFJ19039.1. Blue background indicates 100%
sequence homology，pink background indicates amino acid with ≥ 75%，and light blue background indicates amino acid with ≥ 50%；
Black box for conservative region. Arrows indicate the location of 1–51 is the chloroplast transit peptide.

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用 MEGA4.0 软件根据氨基酸序列重建进化树（图 3），该基因与质体型 FAD7 中高山还阳参
（CaFAD7）、红花（CtFAD7/8）的亲缘关系最近，与质体型 FAD8 的亲缘关系次之，与内质网型 FAD3
亲缘关系较远。

图 3 不同植物 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因进化分析
CP（CP7、CP8）、ER 分别代表定位于质体（FAD7、FAD8）和内质网（FAD3）的 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因；
比例尺代表 0.05 个氨基酸差别；节点上数字表示 bootstrap 的校验结果。
Fig. 3 Phylogenetic analysis of ω-3 fatty acid desaturase gene from different plants
CP（CP7，CP8），ER located in plastids（FAD7，FAD8）and the endoplasmic reticulum（FAD3）class of omega-3 fatty acids
desaturated gene，respectively；The scale bar represents 0.05 amino acid substitutes per site；
Numbers at nodes indicate phylogeny test and options.
2.3 CmFAD7 基因编码蛋白的生物信息学分析
通过 Protparam 预测，该基因编码蛋白包含 428 个氨基酸，相对分子量为 48.98 kD，分子式为
C2275H3412N598O589S13，等电点（pI）为 9.07，不稳定系数为 34.45，较稳定，脂肪系数为 87.64，平
均亲水系数为–0.163，具亲水性，该蛋白由 20 种氨基酸组成，其中亮氨酸（10.3%）含量最丰富。
利用 TMPred 预测该蛋白有 3 个跨膜螺旋，其中 2 个由内向外螺旋，位于 129 ~ 150 和 263 ~ 284
氨基酸区域，1 个由外向内螺旋，位于 217 ~ 238 氨基酸区域。Psort 分析该蛋白定位在微体和质膜
中，TargetP 预测该序列 N 端含有一段叶绿体
转运肽，位于 1 ~ 51 氨基酸区域（图 2，箭头
所示）。该蛋白没有明显的信号肽，为膜整合蛋
白。
2.4 叶片和根系中CmFAD7 的表达及脂肪酸
含量变化
温度能够调控CmFAD7在叶片和根系中的
表达（图 4）。5 和–4 ℃处理温度下，CmFAD7
在叶片中的表达量高于根系，–4 ℃时，叶片
与根系中表达量差异显著。随着温度的降低，
图 4 低温下 CmFAD7 基因在菊花叶片和根系中的表达
Fig. 4 CmFAD7 gene expression level in leaf and root of
Chrysanthemum under low temperature
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叶片中 CmFAD7 表达量先升后降，–4 ℃时最高，分别是 16、5、–8 ℃条件下的 13.5、2.6、7.6 倍；
根系中的表达趋势与叶片相似，但各处理间差异显著，5 ℃时达最高值，随后逐渐下降。
菊花叶片和根系中脂肪酸组分主要有肉豆蔻酸（C14:0）、棕榈酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）、油酸
（C18:1）、亚油酸（C18:2）和亚麻酸（C18:3）。随处理温度降低，不饱和脂肪含量呈上升趋势。叶片
（图 5）中不饱和脂肪酸以 C18:3 含量最高，–8 ℃处理与 16、5、–4 ℃处理之间差异显著，随温度
的降低含量表现出上升趋势，–8 ℃时含量最高（66.09%），上升幅度为 32.68%。根系（图 5）中不
饱和脂肪酸以 C18:2 含量最高，16、5 ℃处理与–4、–8 ℃处理之间差异显著，在总脂肪酸中的含量
为 35.49% ~ 46.97%；随温度降低，C18:2 含量表现出逐渐上升趋势；5 ℃与 16、–4 ℃处理之间 C18:3
含量差异不显著，但与–8 ℃差异显著，这与不同温度下菊花根系中 CmFAD7 的表达情况不一致，
有待进一步研究。



图 5 低温下菊花叶片和根系脂肪酸组分与含量
C14︰0：肉豆蔻酸；C16︰0：棕榈酸；C18︰0：硬脂酸；C18︰1：油酸；C18︰2：亚油酸；C18︰3：亚麻酸。
同一种脂肪酸不同温度间不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）。
Fig. 5 Fatty acid component and content in leaves and roots of chrysanthemum under low temperature
C14︰0：Myristic acid；C16︰0：Palmitic acid；C18︰0：Stearic acid；C18︰1：Oleic acid；C18︰2：Linoleic acid；C18︰3：Linolenic acid.
Different small letters within different temperature for the same fatty acid component indicate
significant difference at P < 0.05 level.
3 讨论

ω-3 脂肪酸去饱和酶基因家族编码的氨基酸序列包含贯穿双分子层的疏水残基和 3 个富含组氨
酸的保守区（Shanklin et a1.，1994；Alonso et a1.，2003；Pereira et a1.，2004），被认为是维持膜结
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合类去饱和酶活性所必需的。本研究中克隆的菊花 CmFAD7 全长，编码 428 个氨基酸。CmFAD7 具
有和其它物种 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因家族相同的保守序列特征，该蛋白含有 3 个富含组氨酸的保
守区域，第 2（Ⅱ）和第 4（Ⅳ）区域均含有组氨酸序列（HXXHH），是目前已克隆脂肪酸去饱和
酶中均存在的保守域（Teixeira et al.，2009；Yang et al.，2012）。该蛋白有 3 个跨膜螺旋，N 端序列
有一段转运肽，富含羟基氨基酸，酸性氨基酸的含量低，并含有 Met-Ala 二肽，位于第 1 ~ 51 位，
是叶绿体型 ω-3 脂肪酸去饱和酶的典型特征，为叶绿体转运肽（Yadav et a1.，1993）。进化树分析
表明，该基因与质体型 FAD7 中高山还阳参（CaFAD7）的亲缘关系最近，因此，采用与其相似的
命名方式，将该基因命名为 CmFAD7。由于 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因是一个膜整合蛋白，去饱和
酶命名仍然是模糊的，用传统的方法很难判定基因的精确定位，所以该基因命名还有待进一步确
定。
膜脂不饱和脂肪酸含量随温度的变化进行适应性调整，脂肪酸去饱和酶基因在不饱和脂肪酸合
成中具有关键作用。在油菜籽（Tasseva et a1.，2004）、马铃薯（Palma et a1.，2008）等的研究中发
现，低温可诱导去饱和酶的表达，改变质膜脂肪酸的组成，增加不饱和脂肪酸含量，改善低温环境
下质膜的流动性。
自从 Iba 等（1993）从拟南芥突变体中克隆获得 FAD7，并发现其功能与 FAD3 相似后，对 FAD7
与温度的关系也有一定的研究。低温可诱导植物过量表达 FAD7，C18:3 含量明显升高，C18:2 含量降
低，抗寒性得到明显改善（Kodama et al.，1994，1995；Iba，2002；Khodakovskaya et a1.，2006；
Liu et a1.，2013）。相反，在 FAD7 沉默的烟草突变植株中，三烯脂肪酸含量比野生型植株明显减少，
突变株能更好的适应高温环境（Murakami et a1.，2000）。Martz 等（2006）研究白桦实生苗冷适应
过程中，从叶片中克隆了 4 种脂肪酸合成相关基因，其中 FAD7 表达量最高，在植物低温适应过程
中作用显著。Liu 等（2006）研究发现，LeFAD7 在番茄所有组织中均有表达，叶片中表达量最高；
低温（4 ℃）能诱导叶片中 LeFAD7 表达，而高温（45 ℃）对其表达具有抑制作用。本研究中，CmFAD7
在根系和叶片中均有表达，叶片中的表达量高于根系，根系中 5 ℃时表达量最高，叶片中为–4 ℃，
差异显著；然而，在–8 ℃处理下，CmFAD7 叶片和根系中表达量均较低，这可能与处理的温度较
低有关，此温度已接近该菊花品种的半致死温度。随着处理温度的降低，叶片中 C18:3 含量表现出逐
渐上升趋势，根系则表现为先升后降，不饱和脂肪酸含量均呈增加趋势，叶片明显高于根系，这与
前期的研究结果（李永华 等，2013）相一致。因此，CmFAD7 的表达与低温胁迫有一定关系，表达
量的高低也与物种及其器官有关。Horiguchi 等（2000）研究发现，低温下小麦根尖中 α–亚麻酸占
总脂肪酸比例升高的直接原因是小麦 TaFAD3 蛋白上调的结果；大豆中内质网和质体 ω-3 脂肪酸去
饱和酶的调控机制使亚麻酸维持在适当水平，以增强抗寒性（Román et a1.，2012）。ω-3 脂肪酸去
饱和酶基因是去饱和酶基因家族中的一部分，而去饱和酶基因的调控机制也相当复杂，膜脂脂肪酸
组成及相关基因表达作为菊花低温胁迫响应的关键机制，CmFAD7 及其家族的功能和调控机理的研
究还需进一步深入。

References
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