[發(fā)明專利]煙草鯊烯合酶蛋白、煙草鯊烯合酶基因及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410062823.7
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103820424A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 陳千思;周會娜;劉萍萍;王燃;翟妞;金立鋒;魏春陽;陳霞;李鋒;楊軍;鄭慶霞;林福呈
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園;張真真

技術領域

本發(fā)明涉及煙草甾醇合成及調控關鍵基因，特別是涉及煙草鯊烯合酶基因NtSQS在減低煙草甾醇含量上的應用。?

背景技術

煙草是雙子葉植物綱管花目茄科煙草屬植物。煙草屬(Nicotiana)?有60?多個種，2?個栽培種中普通煙草(?又稱紅花煙草，Nicotiana?tabacum)?占據主要面積，黃花煙草(Nicotiana?rustica)?的面積很小。栽培煙草按煙葉品質特點、生物學性狀和栽培調制方法等可分為烤煙、曬煙、晾煙、白肋煙、香料煙和黃花煙六個類型，其中烤煙是栽培最廣的普通煙草。我國烤煙種植面積和總產量均居世界第一位。作為一種葉用經濟作物，烤煙的栽培技術有別于其它大田作物，不僅要求有一定的煙葉產量，而且更注重煙葉品質。煙葉品質決定煙葉的可用性，直接影響卷煙商品的色、香、味和商品價值，也關系到煙農的經濟效益，是煙草行業(yè)的生命和出發(fā)點。為使在未來的國內外市場競爭中立于不敗之地，滿足國內外卷煙企業(yè)對優(yōu)質煙葉不斷增長的需求，必須提高煙葉品質和安全性。

植物甾醇是煙草中一類重要的化合物，歸屬于脂類化合物，其基本結構是環(huán)戊烷多菲碳架。煙草中主要含有膽固醇，菜籽甾醇，豆甾醇和β-谷甾醇，麥角甾醇和菜油甾醇也少量存在。研究表明煙草的己烷萃取物（甾醇、三萜等）是卷煙煙氣致癌物多環(huán)芳烴的主要前體物之一。由于甾醇的結構中都含有羥基，熱解時其母體的四輪環(huán)戊烯[α]菲環(huán)結構可形成稠環(huán)芳烴，因此煙草中的甾醇是一種潛在的影響人體健康的物質，所以降低煙草成熟葉片中甾醇含量也是卷煙降焦減害的有效途徑之一，目前尚無有效減低煙草中甾醇含量的有效方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于尋找調控煙草甾醇含量的功能基因，進而提供一種降低煙草甾醇含量的方法，為低甾醇煙草育種提供技術手段。

本發(fā)明的技術方案是：一種煙草鯊烯合酶蛋白，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO：1所示。

一種煙草鯊烯合酶基因，編碼權利要求1所述煙草鯊烯合酶蛋白的基因。

一種煙草鯊烯合酶基因，其堿基序列如SEQ?ID?NO：2所示。

所述煙草鯊烯合酶基因的特異性核酸片段是序列表中SEQ?ID?NO：2的第577-1092位核苷酸序列。

所述的煙草鯊烯合酶基因在減低煙草甾醇含量中的應用。通過轉基因技術或瞬時表達技術干擾、沉默、或敲出所述煙草鯊烯合酶，獲得甾醇含量減低的煙草轉化植株。構建所述煙草鯊烯合酶基因的病毒誘導沉默載體或RNAi干涉載體并轉化煙草，獲得甾醇含量減低的轉基因煙草。所述煙草鯊烯合酶基因的病毒誘導基因沉默載體和RNAi載體通過下述方法構建：以所述煙草鯊烯合酶基因的特異性核苷酸片段作為引導序列，將特異性核酸片段以正反兩個方向插入到植物表達載體中。

對于栽培種煙草鯊烯環(huán)氧酶基因NtSE進行了克隆，并利用病毒誘導的基因沉默手段進行功能分析，為優(yōu)質煙草的基因工程育種提供新的策略和工具。

本發(fā)明中煙草中鯊烯合酶基因是煙草甾醇合成途徑的關鍵調控基因，通過病毒誘導的基因沉默（VIGS）的技術，在煙草中干擾其表達，獲得基因沉默植株，檢測發(fā)現這些基因沉默植株中甾醇含量相對于對樣品含量顯著下降。鑒于該基因的應用價值及其利用潛力的應用前景，有必要通過專利加以保護。

本發(fā)明提供的用于減低甾醇含量的基因編碼煙草鯊烯合酶，來源于煙草（Nicotiana?tabacum），命名為NtSQS。

本發(fā)明提供的用于減低甾醇含量的基因編碼煙草鯊烯合酶，來源于煙草（Nicotiana?tabacum），命名為NtSQS，編碼下述蛋白質（i）或（ii）：

（i）序列表中的SEQ?ID?NO：1所示氨基酸序列的蛋白質；

（ii）序列表中的SEQ?ID?NO：1所示氨基酸序列經過一至十個氨基酸殘基的取代、缺少或添加而衍生的蛋白質，并且所衍生的蛋白質具有與（i）所述蛋白質相同的功能。

序列表中的SEQ?ID?NO：1序列由411個氨基酸殘基組成，其中第387位置第409為氨基酸殘基是跨膜結構域。所述取代、缺少或添加的一至十個氨基酸殘基可以是上述結構域中的氨基酸殘基，其改變不會對該蛋白的功能產生影響。對氨基酸殘基進行取代、缺少或添加，以及對相對功能的檢測可以通過本領域的常規(guī)技術來實現。