[發(fā)明專利]一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310296450.9
• 申請(qǐng)日: 2023-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116286710A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許力;許永;高茜;蔣佳芮;徐國(guó)云;向海英;米其利;楊文武;李雪梅;曾婉俐;李晶;邢佳鑫
• 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): C12N9/10
• 分類號(hào): C12N9/10;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/04;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: 隋勤

本發(fā)明公開(kāi)了一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8及其應(yīng)用，該煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8來(lái)源于煙草，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，包括894bp個(gè)堿基。本發(fā)明通過(guò)CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)，構(gòu)建了用于敲除NtXTH8基因的CRISPR/Cas9編輯載體，經(jīng)遺傳轉(zhuǎn)化后獲得了NtXTH8基因發(fā)生編輯突變體植株。在現(xiàn)蕾期、成熟期進(jìn)行NtXTH8基因編輯植株與對(duì)照植株農(nóng)藝性狀調(diào)查，NtXTH8基因編輯植株中株高、腰葉長(zhǎng)、腰葉寬等農(nóng)藝性狀進(jìn)行測(cè)定，均低于對(duì)照；對(duì)精氨酸含量進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)成熟期基因編輯植株中精氨酸含量顯著低于對(duì)照。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物基因技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡萄糖酶/水解酶(XTH)基因家族是GH16的一個(gè)亞家族，基于碳水化合物活性酶(CAZy)分類。植物木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白8(NtXTH8)可能參與生長(zhǎng)組織的細(xì)胞壁構(gòu)建，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、成熟軟化有重要影響。XTH蛋白參與了植物的多個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，如根的伸長(zhǎng)、葉脈分化、花的生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)成熟、花瓣衰老等過(guò)程。同時(shí)XTH基因家族以不同的形式參與到植物的生物和非生物脅迫響應(yīng)當(dāng)中，對(duì)提高植物的抗逆能力具有重要作用。

擬南芥中XTHs基因研究表明該基因是根系發(fā)育過(guò)程中的一個(gè)重要響應(yīng)基因。擬南芥AtXTH21主要在根系和花中表達(dá)，之后通過(guò)過(guò)表達(dá)和T-DNA插入突變證實(shí)了其通過(guò)改變根部纖維素沉積以及細(xì)胞壁延展性在主根發(fā)育中起重要作用。水稻OsXTH8的表達(dá)會(huì)被GA誘導(dǎo)上調(diào)，且采用RNAi干擾后，水稻生長(zhǎng)受到抑制，通過(guò)實(shí)驗(yàn)充分證明了OsXTH8在水稻莖葉生長(zhǎng)發(fā)育中的重要作用。

煙草作為一種以收獲營(yíng)養(yǎng)器官為主的嗜好性葉用經(jīng)濟(jì)作物，研究煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因?qū)ιL(zhǎng)發(fā)育的分子機(jī)制具有重要意義。在煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因克隆與功能研究方面，從普通煙草中共鑒定出56個(gè)NtXTH基因，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系可將56個(gè)NtXTH基因分為I/II組和III組兩個(gè)亞家族。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8及其應(yīng)用，為研究煙草生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因功能提供遺傳材料和理論依據(jù)。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8，NtXTH8基因來(lái)源于煙草，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，包括894bp個(gè)堿基。

優(yōu)選地，NtXTH8基因的編碼蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，包括298個(gè)氨基酸。

一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8在煙草生長(zhǎng)發(fā)育中的應(yīng)用。

優(yōu)選地，將NtXTH8基因編輯后，NtXTH8基因編輯植株的長(zhǎng)勢(shì)弱于對(duì)照植株。

優(yōu)選地，NtXTH8基因編輯植株現(xiàn)蕾期進(jìn)行株高、腰葉長(zhǎng)、腰葉寬的測(cè)定，均低于對(duì)照植株；成熟期進(jìn)行有效葉數(shù)、打頂株高、腰葉寬、自然株高及自然葉數(shù)的測(cè)定，均不同程度低于對(duì)照植株；成熟期精氨酸含量顯著低于對(duì)照植株。

優(yōu)選地，基因編輯是通過(guò)CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)，構(gòu)建了用于敲除NtXTH8基因的CRISPR/Cas9編輯載體，經(jīng)遺傳轉(zhuǎn)化后獲得了突變體編輯植株。

本發(fā)明上述技術(shù)方案，具有如下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)同源克隆方法克隆一種煙草木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因NtXTH8。