[發(fā)明專(zhuān)利]一種煙草環(huán)狀RNA NRC2、病毒誘導(dǎo)的基因沉默載體及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310360710.4
• 申請(qǐng)日: 2023-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116426526A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶界錳;孟利軍;金靜靜;盧鵬;許亞龍;徐馨;李澤鋒;王晨;曹培健;程令通;蘇歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/113
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/113;C12N15/83;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發(fā)明公開(kāi)一種煙草環(huán)狀RNA?NRC2、病毒誘導(dǎo)的基因沉默載體及其應(yīng)用。本發(fā)明的煙草環(huán)狀RNA?NRC2的基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO1所示。本發(fā)明構(gòu)建環(huán)狀RNA?NRC2沉默植株，檢測(cè)證明，轉(zhuǎn)基因沉默植株中多種生物堿含量明顯降低，說(shuō)明環(huán)狀RNA?NRC2參與煙草生物堿合成的過(guò)程。同時(shí)，轉(zhuǎn)基因沉默植株中茉莉酸(JA)和茉莉酸?異亮氨酸(JA?ILE)的含量顯著上升，說(shuō)明煙草環(huán)狀RNA?NRC2在植物高茉莉酸(JA)和茉莉酸?異亮氨酸(JA?ILE)含量育種領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煙草環(huán)狀RNA?NRC2、病毒誘導(dǎo)的基因沉默載體及其應(yīng)用，屬于煙草基因工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煙草(Nicotiana?tabacum?L.)是重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是自然界生物量最大的植物之一，具有極大的挖掘利用潛力。

生物堿是存在與生物體內(nèi)的有機(jī)堿性物質(zhì)，生物堿主要存在于植物體內(nèi)，常稱(chēng)為植物堿，植物界只有少部分植物體內(nèi)含有植物堿，一種植物可以含有一種或多種植物堿，多者可達(dá)20多種。煙草生物堿是煙屬含量很高的一類(lèi)植物堿，煙葉中主要生物堿有煙堿、降煙堿、新煙草堿和假木賊堿等。煙草生物堿主要影響煙葉的質(zhì)量，因此，研究煙草中生物堿的分布、合成機(jī)理和生理功能等對(duì)煙葉質(zhì)量的提高和煙草其他利用提供重要幫助。

茉莉酸(jasmonic?acid，JA)是植物重要的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中起到調(diào)控作用，一方面其可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，另一方面茉莉酸還參與植物的生物脅迫和非生物脅迫的防御反應(yīng)，如植物抵御草食動(dòng)物(如：昆蟲(chóng)等)的侵襲等。申請(qǐng)授權(quán)號(hào)為CN110305884B的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利文件公開(kāi)了“一種提高煙草葉片茉莉酸含量的基因NtAOS1及其克隆方法與應(yīng)用”，通過(guò)核酸干擾技術(shù)，構(gòu)建NtAOS1的轉(zhuǎn)基因沉默植株，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因沉默株中茉莉酸含量顯著高野生型對(duì)照。

環(huán)狀RNA(circRNAs)是由反向剪接事件產(chǎn)生的共價(jià)閉合單鏈RNA分子，過(guò)去常被認(rèn)為是剪接的副產(chǎn)物。隨著高通量RNA測(cè)序和高效鑒定方法的發(fā)展，環(huán)狀RNA已被廣泛識(shí)別，首先在人類(lèi)中發(fā)現(xiàn)，然后在不同的哺乳動(dòng)物和植物中也相繼發(fā)現(xiàn)。環(huán)狀RNA是一種新的調(diào)控分子家族，具有多種生物學(xué)作用，包括控制轉(zhuǎn)錄、調(diào)節(jié)選擇性剪接以及與蛋白質(zhì)和miRNAs結(jié)合。但是目前大多數(shù)circRNA的研究都是在動(dòng)物上進(jìn)行的，包括circRNA的生物起源、功能和分子特征等。

相比之下，植物中環(huán)狀RNA的研究，特別是其機(jī)制的研究還處于起步階段。研究發(fā)現(xiàn)和動(dòng)物circRNA相比，植物circRNA有著一些獨(dú)特特征，包括在應(yīng)激反應(yīng)中的功能、表達(dá)模式的變化和新的生物發(fā)生過(guò)程。環(huán)狀RNA是植物中重要的調(diào)控因子之一，參與植物的許多生物過(guò)程，包括脅迫反應(yīng)、表達(dá)模式的變化等。然而，作為一種特殊的調(diào)控分子，環(huán)狀RNA在煙草生物堿及茉莉酸合成方面研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種煙草環(huán)狀RNA?NRC2，通過(guò)抑制環(huán)狀RNA?NRC2的表達(dá)，煙草中多種生物堿含量明顯降低，證明其與煙草生物堿合成密切相關(guān)。而且環(huán)狀RNA?NRC2沉默株中，茉莉酸和茉莉酸-異亮氨酸含量顯著上升，為煙草抗逆育種與后續(xù)煙草中茉莉酸合成代謝途徑的研究提供了材料基礎(chǔ)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供煙草環(huán)狀RNA?NRC2在調(diào)控?zé)煵萆飰A合成中的應(yīng)用。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供病毒誘導(dǎo)的基因沉默載體。

本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供煙草環(huán)狀RNA?NRC2或病毒誘導(dǎo)的基因沉默載體在獲得高茉莉酸煙草品種中的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種煙草環(huán)狀RNA?NRC2，其特征在于：所述環(huán)狀RNA?NRC2基因的核苷酸序列如SEQID?NO1所示。