[發(fā)明專利]一種煙草淀粉合酶基因及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110574080.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113151322B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾婉俐;翟妞;向海英;蔣佳芮;李雪梅;高茜;鄧樂(lè)樂(lè);李晶;楊光宇;楊文武;張建鐸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C12N15/54
• 分類號(hào): C12N15/54;C12N9/10;C12N15/82;A01H5/12;A01H6/82
• 代理公司: 北京維澳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民

本發(fā)明涉及一種煙草淀粉合酶基因及其應(yīng)用，堿基序列具體如SEQ IDNO.1所示。本申請(qǐng)中，通過(guò)對(duì)煙草淀粉合酶NtGLGA的初步研究，發(fā)現(xiàn)其與煙草葉片中淀粉的合成代謝相關(guān)。在本氏煙草中將該基因沉默，煙草葉片中支鏈淀粉和總淀粉含量明顯降低，支鏈淀粉降低了64.8％，總淀粉含量降低了30.2％?；跓煵莸矸酆厦窷tGLGA這一特性，可通過(guò)基因工程育種為煙葉品質(zhì)調(diào)控、煙草新品種培育提供參考借鑒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙草基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙草淀粉合酶基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

淀粉是煙葉中最重要的基礎(chǔ)有機(jī)化合物，成熟的鮮煙葉中淀粉含量高達(dá)40％左右，決定著煙葉內(nèi)在品質(zhì)和外觀商品等級(jí)。淀粉含量是評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。鮮煙淀粉含量高對(duì)品質(zhì)是不利的，尤其對(duì)煙葉色澤、香味不利；烤后煙葉盡管淀粉含量較低，但仍會(huì)影響煙葉外觀及內(nèi)在品質(zhì)。以淀粉形態(tài)存在的糖類在煙支燃吸時(shí)，一方面對(duì)煙氣質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生不良影響，另一方面影響燃燒速度和完全性。另外，淀粉在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦糊氣味，破壞煙草燃吸時(shí)所形成的香味。我國(guó)烤煙中淀粉含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為4％～6％，而國(guó)外優(yōu)質(zhì)烤煙淀粉含量?jī)H為1％～2％。

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(zhì)改善、煙草品種遺傳改良提供理論支持，對(duì)改善我國(guó)煙草產(chǎn)品品質(zhì)具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種煙草淀粉合酶基因及其應(yīng)用，以解決現(xiàn)烤煙中淀粉含量過(guò)高的問(wèn)題，從而為煙葉品質(zhì)調(diào)控、煙草新品種培育奠定一定的基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種煙草淀粉合酶基因，堿基序列具體如SEQ ID NO.1所示，含有3636個(gè)堿基，命名為NtGLGA。

進(jìn)一步的，煙草淀粉合酶基因的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，由1211個(gè)氨基酸殘基組成。

進(jìn)一步的，煙草淀粉合酶基因的PCR擴(kuò)增制備方法，包括如下步驟：

(1)提取基因組，并反轉(zhuǎn)錄為cDNA備用；

(2)設(shè)計(jì)PCR擴(kuò)增用引物，并進(jìn)行PCR擴(kuò)增，具體引物序列設(shè)計(jì)如下：

NtGLGA-F：5’-TTGGAGTTTCTTCTGCAAGGTG-3’，

NtGLGA-R：5’-CAATTACAGGGTTTCCAGACAC-3’。

進(jìn)一步的，在步驟(1)中提取基因組時(shí)，以煙草品種紅花大金元葉片為樣品。

上述任一項(xiàng)的煙草淀粉合酶基因的應(yīng)用，該基因表達(dá)的蛋白與植物葉片中淀粉含量相關(guān)，降低該蛋白表達(dá)后，葉片中支鏈淀粉和總淀粉含量明顯降低。

進(jìn)一步的，利用基因沉默技術(shù)、或者基因超表達(dá)方法，通過(guò)調(diào)節(jié)煙草淀粉合酶表達(dá)量，來(lái)調(diào)節(jié)控制煙葉中淀粉含量。

進(jìn)一步的，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)、瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)或基因組編輯技術(shù)，構(gòu)建含有煙草淀粉合酶基因的病毒誘導(dǎo)沉默載體、RNAi干涉載體、超表達(dá)載體，轉(zhuǎn)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(dǎo)的基因沉默(VIGS)的技術(shù)，干擾煙草淀粉合酶基因的表達(dá)使其沉默，煙草淀粉合酶基因沉默植株中支鏈淀粉和總淀粉含量顯著下降，進(jìn)而獲得淀粉含量下降的植物新品種。

本發(fā)明的有益效果是：

本申請(qǐng)中，通過(guò)對(duì)特定煙草淀粉合酶基因的初步研究，發(fā)現(xiàn)其與煙草葉片淀粉含量高度相關(guān)，在本氏煙草中將該基因沉默，葉片中淀粉含量發(fā)生了明顯降低?；谶@一特性，可為煙葉品質(zhì)調(diào)控、煙草新品種培育提供一定的應(yīng)用基礎(chǔ)和參考借鑒。

附圖說(shuō)明

圖1為與對(duì)照植株相比，煙草淀粉合酶基因沉默植株中該基因的相對(duì)表達(dá)量；