[發明專利]一種煙草支鏈淀粉酶基因及其應用

在審

• 申請號: 202110574105.8
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113278640A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 曾婉俐;向海英;蔣佳芮;徐興陽;許力;黃海濤;米其利;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支鏈淀粉酶基因及其應用，堿基序列具體如SEQ ID NO.1所示。本申請中，通過對煙草支鏈淀粉酶的初步研究，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，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44.4％，總淀粉含量降低24.4％。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。

技術領域

本發明屬于煙草基因工程技術領域，具體涉及一種煙草支鏈淀粉酶基因及其應用。

背景技術

煙草作為一種重要的經濟作物，其品質和安全性一直是研究人員關注的重點。淀粉是煙草生長過程中積累的重要碳水化合物，廣泛存在于煙草的莖葉中。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。煙葉中淀粉含量的高低影響著煙葉的外觀和內在品質以及卷煙的香吃味。一方面，以淀粉形態存在的糖類在煙支燃吸時會對煙氣質量產生不良影響，影響煙絲的燃燒速度及其完全性，也影響陰然持火力；另一方面，淀粉在燃燒時會產生焦糊氣味，破壞煙草燃吸時所形成的香味，影響卷煙香氣質及吸味口感，同時使安全性下降。近年來，我國烤煙水平不斷提高，但與進口煙相比在其內在的化學組成協調性等方面還存在著較大差異。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％。

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，對提高我國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支鏈淀粉酶基因及其應用，以解決現烤煙中淀粉含量過高的問題，從而為煙葉品質調控、煙草新品種培育奠定一定的基礎。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種煙草支鏈淀粉酶基因，堿基序列具體如SEQ ID NO.1所示，含有2679個堿基，命名為NtGlgX。

進一步的，煙草支鏈淀粉酶基因的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，由952個氨基酸殘基組成。

進一步的，煙草支鏈淀粉酶基因的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：

NtGlgX-F：5’-CGCAGCATCAGGGAAAGTC-3’，

NtGlgX-R：5’-AGAAGTATCTAATGTTTTGGACTCC-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。

上述任一項的煙草支鏈淀粉酶基因的應用，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，通過調節煙草支鏈淀粉酶基因的表達量，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，構建含有煙草支鏈淀粉酶基因的病毒誘導沉默載體、RNAi干涉載體、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，干擾煙草支鏈淀粉酶基因的表達使其沉默，煙草支鏈淀粉酶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，通過對特定煙草支鏈淀粉酶基因NtGlgX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。