[發(fā)明專利]煙草NtDREB-1BL1轉(zhuǎn)錄因子及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010500320.9
• 申請(qǐng)日: 2020-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN111533794B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王燃;魏攀;王宇博;董臣;金立鋒;李鋒;張梅;謝小東;李澤鋒;鄭慶霞;王晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/12;A01H6/82
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 張曉萍

本申請(qǐng)屬于煙草基因組解析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煙草NtDREB類轉(zhuǎn)錄因子及其應(yīng)用專利申請(qǐng)事宜。煙草NtDREB類轉(zhuǎn)錄因子，包括NtDREB?1BL1、NtDREB?1BL2、NtDREB?1BL3三個(gè)，相應(yīng)CDS堿基序列如SEQ ID No.1~3所示。對(duì)于現(xiàn)有其他作物中DREB類轉(zhuǎn)錄因子功能研究認(rèn)為，這類轉(zhuǎn)錄因子與植物抗逆性緊密關(guān)聯(lián)。而本申請(qǐng)中，發(fā)明人通過對(duì)煙草中三個(gè)NtDREB轉(zhuǎn)錄因子功能研究，發(fā)現(xiàn)煙草中NtDREB類基因與煙草中色素類物質(zhì)含量緊密相關(guān)，通過調(diào)節(jié)NtPSY基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)煙葉中色素類物質(zhì)含量的同步調(diào)整，基于此結(jié)果，可為煙草遺傳定向改良和煙葉品質(zhì)提升奠定良好的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于煙草基因組解析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煙草NtDREB類轉(zhuǎn)錄因子及其應(yīng)用專利申請(qǐng)事宜。

背景技術(shù)

類胡蘿卜素是植物體內(nèi)一類重要的萜類物質(zhì)，是一類重要的香味前體物，其含量不僅與植物的品質(zhì)、抗逆、產(chǎn)量及外觀等諸多性狀緊密相關(guān)，其通過降解、轉(zhuǎn)化還可以形成一系列的致香物質(zhì)。也因此，在煙葉中，煙葉香氣質(zhì)和香氣量與萜類化合物的含量密切相關(guān)，例如類胡蘿卜素、二萜等香氣前體物的積累能夠提高煙葉香氣量，改善煙葉香氣品質(zhì)，同時(shí)也決定了烤后煙葉的外觀品質(zhì)。因此，通過基因工程手段提高煙葉中類胡蘿卜素等萜類物質(zhì)的含量、或者對(duì)煙葉中類胡蘿卜素合成性狀進(jìn)行定向遺傳改良，是從根源上提高煙葉香味前體物總量和改善煙葉品質(zhì)的有效措施。

在對(duì)現(xiàn)有類胡蘿卜素含量影響基因研究中，利用煙草脆裂病毒誘導(dǎo)基因沉默（VIGS）技術(shù)，通過沉默相應(yīng)的目的基因，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)部分基因?qū)τ陬惡}卜素含量具有明顯影響（煙草類胡蘿卜素異構(gòu)酶基因及其應(yīng)用，申請(qǐng)?zhí)?01410405272.X；煙草ε-番茄紅素環(huán)化酶基因及其應(yīng)用，申請(qǐng)?zhí)?01410405714.0）。但在利用VIGS對(duì)相關(guān)功能基因進(jìn)行研究時(shí)，該技術(shù)存在一些不足之處：（1）VIGS引起目標(biāo)基因的沉默特征不具有遺傳性，以致該技術(shù)并不能徹底揭示基因的功能；（2）如何獲得目標(biāo)基因的系統(tǒng)性整體沉默仍然是VIGS技術(shù)目前需要解決的問題；（3）沉默持續(xù)的時(shí)間問題；（4）不同的接種方式會(huì)產(chǎn)生不同的沉默效率，因此病毒載體如何有效地接種入植物體內(nèi)，并產(chǎn)生較強(qiáng)的沉默效果，是VIGS技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵步驟。

利用過表達(dá)（OE）和RNAi技術(shù)也是研究目標(biāo)基因功能的常用研究方法，專利申請(qǐng)《煙草番茄紅素β環(huán)化酶基因及其應(yīng)用》（申請(qǐng)?zhí)?01410405713.6）中，即利用該方法對(duì)Ntβ-LCY基因在表達(dá)量變化情況下對(duì)煙草植株生長發(fā)育情況及色素含量影響情況進(jìn)行了研究。但利用過表達(dá)（OE）和RNAi技術(shù)時(shí)，存在的技術(shù)缺陷主要在于：基因性質(zhì)和作用機(jī)制無法充分解釋，例如，上述通過OE和RNAi對(duì)基因表達(dá)量調(diào)節(jié)，并不能充分解釋和證明β環(huán)化酶基因是類胡蘿卜素合成通路上的基因這一基本性質(zhì)，尚需結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)和分析才能進(jìn)一步解釋番茄紅素β環(huán)化酶對(duì)于類胡蘿卜素含量的調(diào)節(jié)機(jī)制。

已有研究表明，八氫番茄紅素合成酶基因（PSY）是類胡蘿卜素合成通路上游的第一個(gè)關(guān)鍵基因，該基因表達(dá)量變化能夠調(diào)控植物體的類胡蘿卜素含量、光合效率和抗逆能力。PSY基因在植物體內(nèi)受到精細(xì)的調(diào)控，而各類因素的調(diào)控要著落在具體的遺傳學(xué)機(jī)制上，即轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，因此通過利用不同的轉(zhuǎn)基因技術(shù)（VIGS、OE、RNAi等）尋找能夠調(diào)控PSY的轉(zhuǎn)錄因子或者互作蛋白并解析其調(diào)控機(jī)制，是揭示植物胡蘿卜素含量遺傳調(diào)控新機(jī)制的重要方式和途徑。

發(fā)明內(nèi)容

通過對(duì)煙草中DREB類轉(zhuǎn)錄因子的初步研究和分析，本申請(qǐng)目的在于提供系列對(duì)煙草中類胡蘿卜素含量具有調(diào)節(jié)作用的DREB類轉(zhuǎn)錄因子，從而為煙葉品質(zhì)的改善奠定一定技術(shù)基礎(chǔ)。

本申請(qǐng)所采取的技術(shù)方案詳述如下。

煙草NtDREB類轉(zhuǎn)錄因子，包括NtDREB-1BL1、NtDREB-1BL2、NtDREB-1BL3三個(gè)，三個(gè)基因相應(yīng)CDS堿基序列如SEQ ID No.1~3所示，具體如下：