烟草所取得烟碱代谢关联基因挖掘方面新进展

发表日期：2016-10-13 11:14AM 阅览次数：

近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能成分与综合利用创新团队在烟草烟碱代谢关联基因挖掘研究方面取得进展。该研究成果于9月23日在国际植物学期刊《实验植物学杂志（Journal of Experimental Botany）》上在线发表。
烟碱（又名尼古丁）是烟草叶片中的主要生物碱，约占叶片干重的0.6%–3.0%，烟碱含量是烟草和烟草制品的关键质量指标。研究证明，烟碱在烟草根部合成，经木质部输送至烟叶及其他地上部器官，其合成与烟草根系中的基因表达调控密切相关。尽管已有多个烟碱代谢相关基因得到克隆，但其调控机制仍不明确，限制了分子技术在烟草品质育种中的应用。

上世纪30年代以来，科学家利用Burley 21烟草的低烟碱突变体nic1和nic2进行了大量烟碱代谢调控研究工作，先后鉴定了若干烟碱合成相关标记基因，并克隆了nic2突变体基因，但nic1突变体基因还未得到鉴定。本研究通过分析低烟碱突变体根系中的基因表达特性，新发现了碱性几丁质酶基因PR3b在Burley 21烟草中的转录后可变剪切现象，分析了该现象在低烟碱突变体和对照烟草间的生物学差异，并研究了其对PR3b的蛋白结构和特异酶活性影响。该研究还利用遗传学方法证明了PR3b可变剪切与低烟碱突变体nic1和nic2之间的分子关联。后续，该团队将分离操纵PR3b可变剪切的生物酶基因，并进一步克隆nic1突变体基因，以揭示烟草的烟碱代谢调控机制。
该研究得到中国农业科学院科技创新工程、“青年英才”计划、国家烟草基因组计划等项目支持，研究生马浩然为第一作者，张洪博研究员为通讯作者。（通讯员迟立鹏）

文章链接：http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2016/09/23/jxb.erw345.full

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