二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是植物中进行三酰甘油(TAG)生物合成反应中最后一步的关键酶和限速酶,该酶属于酰基转移酶超家族。目前,已从烟草、油菜、大豆、蓖麻等物种中克隆获得编码DGAT1蛋白的基因并做了功能分析。大麦(Hordeum vulgare L.)是最古老的农作物之一,它具有早熟、丰产、抗逆性强、适应性广和耐贫瘠等诸多特点。又因其食用、饲用及酿造等多种用途,因而在干旱和半干旱地区或是工业发达国家,大麦都是发展最为迅速的谷物之一。青藏高原是大麦起源中心之一,西藏大麦在长期适应高寒环境过程中形成了一系列的适应机制,是研究植物适应低温环境机制的最佳天然材料。低温胁迫严重威胁大麦的生产,开展大麦响应低温胁迫机理的研究十分紧迫。在本研究中,我们通过脂质组数据分析、荧光定量PCR技术以及构建了DGAT1基因植物表达载体,用同源表达和异源表达来鉴定Hv DGAT1基因的生物学功能,为全面阐明大麦油脂合成和积累的分子机制及其关键基因的表达机制提供基础数据。主要研究结果如下:(1)将构建成功的植物表达载体转入日本晴水稻中进行异源表达,获得T1代植株,对其进行农艺性状采集发现Osdgat1突变体植株与野生型日本晴WT植株相比,其千粒重、结实率、根长、株高、萌发率均降低BAY 73-4506半抑制浓度;在低温胁迫处理条件下,通过荧光定量PCR对两个株系的植株进行表达量测定,发现DGAT1基因在WT株系中的表达量高于Osdgat1突变体,且经过低温胁迫后的存活率有显著差别,WT远高于dgat1突变体的存活率。(2)以优良大麦栽培品种Golden Promise为受体,取开花授粉后14d左右的幼胚为转化材料,通过对培养基selleck PF-6463922成分及培养步骤优化,建立农杆菌介导的高效遗传转化体系,得到Hvdgat1突变体植株。对其进行农艺性状采集发现Hvgat1突变体植株与栽培品种Golden Promise植株相比,在正常条immediate hypersensitivity件下,其植株的表型并无显著性差异;在4℃低温胁迫处理下生长至三叶期,观察发现其株高和地下部分的长度有差异,且突变体的根长和株高均比栽培种小,且DGAT1基因在栽培种中经低温处理的24h和48h后表达量最高;在-6℃和-8℃处理后DGAT1基因的表达量均升高;栽培种的离子渗透率小于突变体植株,存活率高于突变体植株。(3)采用膜脂质组学方法研究了两个耐低温大麦品种和两个敏感大麦品种在三叶期对冷冻温度的响应。共鉴定出56种脂类化合物,部分脂类经低温胁迫后,其含量发生了显著变化。与目的基因DGAT1相关的脂质如耐低温品种的磷脂酸(PA)和单半乳糖二酰甘油(MGDG)含量显著高于低温敏感品种。低温敏感品种脂质组成的变化小于耐低温品种。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(q RT-PCR)检测了低温胁迫下大麦脂肪酶基因的表达。研究表明,大麦叶片损伤与脂质代谢的变化有关,耐低温品种可以通过维持膜脂质稳态来减轻低温胁迫带来的损害,这些结果促进了我们对大麦抗低温机制的认识,有助于推进大麦抗低温育种进程。