科学家发现参与烟草糖酯合成的新基因

近日，中国农业科学院烟草研究所（以下简称烟草所）烟草遗传育种创新团队研究发现了一个参与烟草糖酯合成的新基因NtALS1，为烟草品质性状改良提供了新途径。相关研究成果在线发表在《植物》上。

烟草所副研究员常爱霞介绍，糖酯是烟草重要的致香前体物，主要在腺毛中合成，其降解产物对烟叶香气品质的形成具有重要贡献。因此，深入挖掘、鉴定糖酯合成及调控基因，对通过分子手段提升烤烟糖酯含量、改善烤烟香气品质具有重要意义。糖酯主要由C2~C12的酰基链（支链或直链脂肪酸）与蔗糖或葡萄糖骨架上的羟基酯化而成。糖酯的酰基链合成主要来自于支链氨基酸代谢途径，而乙酰乳酸合酶是支链氨基酸代谢途径中的关键酶。

该研究从栽培烟草中克隆了3个乙酰乳酸合酶基因，分别命名为NtALS1、NtALS2和NtALS3，其中NtALS1未见报道，属于新鉴定的ALS基因。研究发现，NtALS1在烟草腺毛腺头中特异表达，其蛋白主要在叶绿体中发挥功能，NtALS1基因敲除后，突变体中糖酯含量显著低于野生型对照，说明NtALS1参与烟草腺毛中糖酯的合成。研究还发现NtALS1来源于祖先种绒毛状烟草，而不是林烟草、茄科作物中与NtALS1聚为一类的乙酰乳酸合酶，可能均为腺毛特异高表达并参与糖酯合成。

相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s00425-020-03418-x

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