综述：油棕油酸合成途径的遗传与代谢工程：挑战与未来展望

本综述系统探讨了通过遗传（CRISPR/Cas9、RNAi）和代谢工程（FAD2、SAD基因调控）提升油棕油酸（C18:1）含量的策略，分析了高油酸棕榈油（HOPO）在心血管健康、工业应用（如生物柴油）中的优势，并指出育种周期长、基因多样性有限等挑战，为开发营养型可持续棕榈油提供理论支撑。

　　

摘要

油棕（Elaeis guineensis）作为全球最高产的油料作物，其油脂中饱和脂肪酸（如棕榈酸C16:0）含量过高易引发心血管风险。通过遗传与代谢工程调控油酸（C18:1）合成途径，开发高油酸棕榈油（HOPO）成为研究热点。HOPO中单不饱和油酸占比达50-70%，显著提升氧化稳定性和营养价值。

脂肪酸合成途径

植物脂肪酸合成发生于质体（如叶绿体），通过脂肪酸合酶（FAS）与酰基载体蛋白（ACP）协作完成。关键步骤包括：乙酰-CoA羧化酶（ACCase）启动碳链延伸，硬脂酰-ACP脱饱和酶（SAD）将C18:0转化为C18:1，脂肪酸脱饱和酶2（FAD2）进一步生成多不饱和脂肪酸。

遗传调控靶点

• SAD与FAD2基因：通过CRISPR/Cas9敲除FAD2可减少多不饱和脂肪酸积累，使油酸含量提升20-30%。
• 转录因子WRI1：调控脂肪酸合成酶基因表达，过表达WRI1可使油酸比例提高至60%。
• RNA干扰技术：沉默PDAT1（磷脂:二酰甘油酰基转移酶）基因可减少多不饱和脂肪酸合成。

生物技术应用

• 基因编辑：利用农杆菌介导转化或基因枪法将编辑载体导入油棕胚性愈伤组织。
• 标记辅助选择：基于SNP标记筛选高油酸种质，缩短传统育种周期（从20年减至10年）。

HOPO的优势

• 健康效益：降低低密度脂蛋白（LDL）胆固醇，减少动脉粥样硬化风险。
• 工业应用：高氧化稳定性（碘值¹从60降至45）适用于高温煎炸和生物柴油生产。

挑战与展望

• 育种瓶颈：油棕杂交（如E. guineensis与E. oleifera）成功率不足5%。
• 代谢权衡：提高油酸可能导致籽粒含油量下降10-15%。
• 可持续性：需平衡产量与生态保护，如推广间作模式减少毁林。

结论

通过整合基因组学、基因编辑和传统育种，HOPO有望成为兼具健康价值与工业潜力的新一代植物油，但需解决转化效率与政策法规壁垒。