[發明專利]一種煙草NUDIX水解酶基因及其應用

有效

• 申請號: 202110574079.9
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113278639B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蔣佳芮;曾婉俐;劉欣;李雪梅;陰耕耘;米其利;翟妞;許力;楊文武;鄧樂樂
• 申請（專利權）人: 云南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N9/24;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民

本發明涉及一種煙草NUDIX水解酶基因及其應用，堿基序列具體如SEQ?IDNO.1所示。本申請中，通過對煙草NUDIX水解酶NtNUDX14的初步研究，發現其與煙草葉片中淀粉的合成代謝相關。在本氏煙草中將該基因沉默，葉片中直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量明顯降低，總淀粉含量下降了59.8％。基于這一特性，可為煙葉品質調控、煙草新品種培育提供一定的參考借鑒。

技術領域

本發明屬于煙草基因工程技術領域，具體涉及一種煙草NUDIX水解酶基因及其應用。

背景技術

煙草作為一種重要的經濟作物，其煙葉品質和安全性一直是研究人員關注的重點。淀粉是煙葉中重要的儲能物質，是煙葉中糖類物質的重要組成部分。成熟的鮮煙葉中淀粉含量高達40％左右，經調制后，大部分淀粉降解為還原糖，但仍有部分留在煙葉中。淀粉對煙葉品質影響巨大，已有的研究認為，雜氣與煙葉淀粉含量呈極顯著正相關，也就是煙葉淀粉含量越大，雜氣越多。目前，我國烤煙中淀粉含量(質量分數)約為4％～6％，而國外優質烤煙淀粉含量僅為1％～2％。烤后煙葉淀粉殘留量過高已成為制約國內煙葉質量提高的重要因素之一。因此，煙草中影響淀粉含量的基因功能的研究將為煙葉品質改善、煙草品種遺傳改良提供理論支持，對提高煙草產品品質具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種煙草NUDIX水解酶基因及其應用，以為解決烤煙中淀粉含量過高而影響煙草產品品質的問題，從而為煙葉品質調控、煙草新品種培育奠定基礎。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種煙草NUDIX水解酶基因，堿基序列具體如SEQ?ID?NO.1所示，含有813個堿基，命名為NtNUDX14。

進一步的，煙草NUDIX水解酶基因，氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，由270個氨基酸殘基組成。

進一步的，煙草NUDIX水解酶基因的PCR擴增制備方法，包括如下步驟：

(1)提取基因組，并反轉錄為cDNA備用；

(2)設計PCR擴增用引物，并進行PCR擴增，具體引物序列設計如下：

NtNUDX14-F：5’-GCCACGTTATGGACTTCC-3’，

NtNUDX14-R：5’-GTATGTTCTTTAACCATTGCCTG-3’。

進一步的，在步驟(1)中提取基因組時，以煙草品種紅花大金元葉片為樣品。

上述任一項的煙草NUDIX水解酶基因的應用，該基因表達的蛋白與植物葉片中淀粉含量相關，降低該蛋白表達后，葉片中直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量明顯降低。

進一步的，利用基因沉默技術或者基因超表達方法，通過調節煙草NUDIX水解酶NtNUDX14表達量，來調節控制煙葉中淀粉含量。

進一步的，通過轉基因技術、瞬時表達技術或基因組編輯技術，構建含有NtNUDX14基因的病毒誘導沉默載體、RNAi干涉載體或超表達載體，轉化煙草，篩選獲得淀粉含量變化的煙草新品種。

具體例如：利用病毒誘導的基因沉默(VIGS)的技術，干擾NtNUDX14基因的表達使其沉默，NtNUDX14基因沉默植株中淀粉含量顯著下降，進而獲得淀粉含量下降的植物新品種。

本發明的有益效果是：

本申請中，通過對特定煙草NUDIX水解酶NtNUDX14的初步研究，發現其與煙草淀粉含量高度相關，在將該基因沉默后，煙草中淀粉含量發生了明顯降低。基于這一特性，可為煙葉品質調控、煙草新品種培育提供一定的應用基礎和參考借鑒。

附圖說明

圖1為與對照植株相比，NtNUDX14基因沉默植株中該基因的相對表達量；