烟草NtHCT基因对次生代谢物质绿原酸和类黄酮合成的影响

为验证NtHCT是否参与烟草类黄酮的合成,构建pCXSN::NtHCT超量表达载体,利用农杆菌转化法将NtHCT基因转入野生型烟草三生烟,通过HPLC (High Performance Liquid Chromatography高效液相色谱)检测转基因烟草中绿原酸和类黄酮物质的含量变化。结果表明,转基因烟草叶片中绿原酸的含量最高比野生型对照提高了6.3倍,类黄酮成份芦丁和山奈酚芸香苷分别提高了41.6和13.6倍,而生长表型未见明显差异。从而证明NtHCT基因不仅参与调控绿原酸的合成,也正向调控了类黄酮的合成。      

烟草脱落酸受体基因NtPYR1和NtPYL9的克隆及表达模式分析

为揭示烟草脱落酸(ABA)受体基因NtPYR1和NtPYL9的生物学功能,以拟南芥PYR1和PYL9基因为探针,在NCBI中通过同源比对查找普通烟草表达序列标签(Expressed sequence tag,EST)序列,将EST序列进行拼接并设计特异性引物,从普通烟草红花大金元c DNA文库中克隆出NtPYR1和NtPYL9基因,其开放阅读框长分别为678 bp和564 bp,分别编码225个和187个氨基酸。NtPYR1和NtPYL9蛋白都具有一个保守的疏水性结构域,同属于PYR/PYL/RCAR ABA受体基因家族,NtPYR1和NtPYL9与番茄同源蛋白的相似性分别达到79.10%和95.24%。遗传聚类分析结果显示:NtPYR1和NtPYL9与番茄和马铃薯同源基因的遗传进化距离最近,说明PYR1和PYL9在茄科植物中较为保守。定量PCR对烟草不同组织表达模式分析表明,NtPYR1和NtPYL9在烟草不同组织中均有表达,分别在子叶和须根中的表达量最高。NtPYR1和NtPYL9表达均受ABA抑制,同时受H₂O₂诱导,说明两基因可能参与烟草的抗逆生理过程。      

阿维菌素类和烟碱类杀虫剂对烟草幼苗叶绿素含量的影响

为合理评价杀虫剂及烟草生态安全性提供理论参考依据,以烟草生产中常用的4种杀虫剂处理烟草幼苗,并对其叶绿素含量进行了测定.结果表明,阿维菌素、吡虫啉和啶虫脒导致烟草幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量上升,叶绿素a/b下降;甲维盐则导致烟草幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量下降,叶绿素a/b上升.从叶绿素含量的变化来看,阿维菌素、吡虫啉和啶虫脒对烟草幼苗相对是安全的,而甲维盐则会对其造成不利的影响.     

NtSPX4基因敲除对烟草苗期磷吸收和生长发育的影响研究

[目的]为探究NtSPX4基因在烟草磷吸收转运中的作用.[方法]同源克隆了烟草(Nicotiana tabacum L.)K326中NtSPX4基因,通过CRISPR/Cas9技术获得了NtSPX4-1和NtSPX4-2均发生纯合突变的K326株系S42,在不同磷浓度的Hoagland溶液培养条件下,对S42株系的生长...     

烟草类胡萝卜素异构酶基因的克隆及功能研究

为了进一步研究烟草类胡萝卜素异构酶（Carotenoid isomerase,CRTISO）基因的功能,从普通烟草（Nicotiana tabacum）的cDNA中成功克隆出CRTISO基因编码区（CDS）全长,长度为1716 bp,Blast结果显示与马铃薯（Solanum tuberosum）、番茄（Solanum lycopersicum）的前番茄红素异构酶（Prolycopene isomerase）基因的相似度达93%。将CRTISO基因的部分序列插入烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus,TRV）载体中,构建重组载体pTRV2-CRTISO。通过TRV病毒诱导的基因沉默（Virus induced gene silencing,VIGS）系统抑制本氏烟草（Nicotiana benthamiana）CRTISO基因的表达,同时利用实时荧光定量PCR（Real-time PCR）检测CRTISO下游基因的表达量变化。结果表明,与对照组相比,TRV-CRTISO载体侵染的烟草叶片出现黄色斑点;CRTISO基因的沉默导致下游番茄红素ε环化酶（ε-LCY）、番茄红素β环化酶（β-LCY）和胡萝卜素β-环羟化酶（β-OHase）基因表达量降低。对烟草CRTISO基因功能的研究有助于揭示烟草中类胡萝卜素合成代谢途径的调节机制,为选育优质烟草品种奠定理论基础。      

fps基因过量表达对烟叶类胡萝卜素生物合成的影响

为探索法呢基焦磷酸合酶(FPS)基因过量表达对烤烟叶片类胡萝卜素生物合成的影响,利用RT-PCR技术,比较了4个fps转基因株系(K4、K-6、K-17、K-35)及其非转基因对照中参与类胡萝卜素生物合成的关键酶基因的表达强度,并利用LC/MS技术,分析了叶片发育过程中类胡萝卜素及其各组分含量的变化规律.结果表明:外源fps在烟草中的过量表达,对烟叶类胡萝卜素合成相关基因Psy、Lycb皆有正向调节作用,但对Zds的表达影响不大;化学分析表明fps转基因烤烟株系中,总类胡萝卜素及其各组分的含量在叶片不同发育期均高于未转基因K326对照株系.说明外源fps基因在烟草中的过表达,对类胡萝卜素生物合成具有促进作用.     

6-苄基腺嘌呤和脱落酸对不同发育阶段烟草叶片光合功能及过氧化氢水平的调控

选择三个代表性的叶龄段,研究了6-苄基腺嘌呤(6-BA)和脱落酸(ABA)对两个烟草品种NC89和JYH光合功能衰退和H₂O₂水平的影响。结果表明,两激素对NC89和JYH不同发育阶段的光合功能具有不同的调控作用。在烟草叶片叶绿素含量相对稳定前期,两激素对NC89和JYH各光合参数和H₂O₂含量影响不大;叶绿素含量相对稳定后期,光合机构和H₂O₂对两激素处理非常敏感,叶绿素含量相对稳定期是光合功能衰退的可逆和可调阶段;叶绿素含量速降期,6-BA处理对光合功能已无促进作用,各参数变化很小,所以叶绿素含量速降期是光合功能衰退的不可逆和不可调阶段。SDS-PAGE显示可逆衰退阶段核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶加氧酶(Rubisco)大小亚基对6-BA和ABA处理较敏感,而类囊体膜多肽组分基本无变化;不可逆衰退阶段,6-BA对Rubisco大小亚基和类囊体膜多肽组分影响不大,ABA对Rubisco大小亚基和类囊体膜多肽组分有一定影响,说明烟草叶片光合膜和碳同化酶对两激素的响应不同。      

烟草HQT基因超量表达对次生代谢物质一咖啡酰奎尼酸和黄酮醇合成的影响

  背景和目的  一咖啡酰奎尼酸（CQAs）和黄酮醇是植物重要的苯丙烷类次生代谢物质,对人体健康有益,然而在烟叶中含量甚微。  方法  NtHQT是烟草中调控一咖啡酰奎尼酸合成最后一步的一种酰基转移酶,为验证NtHQT是否参与黄酮醇的合成,本研究构建了pCXSN::NtHQT超量表达载体,转化野生烟草三生烟。  结果  转基因烟叶中一咖啡酰奎尼酸的含量最高可提高10.34倍,芦丁和山奈酚芸香糖苷含量最高可分别提高17.83和16.97倍,而生长表型与野生型烟草没有明显差异。  结论  NtHQT基因在不影响烟草的生长发育的前提下,不仅参与调控一咖啡酰奎尼酸的合成,也具有正向调控黄酮醇的生物合成的功能,提高烟叶中芦丁和山奈酚芸香糖苷含量。      

NtPHGPx基因过表达和敲除对烟草苗期耐盐性的影响

为研究NtPHGPx基因对烟草耐盐性的影响,通过转基因技术获得NtPHGPx基因过表达和CRISPR/Cas9敲除材料,利用150 mmol/L NaCl对转基因材料处理14 d,研究盐处理下转基因材料根长、GPx酶活性、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量的变化。结果表明,NtPHGPx基因表达在盐胁迫3 h后即受到诱导;盐处理显著抑制了野生型烟草根部的生长,提高了丙二醛和过氧化氢的积累;盐胁迫下过表达株系的根长比野生型更长,MDA和H₂O₂含量较低,而基因敲除材料根的生长则进一步受到抑制,GPx酶活性明显降低,地上部MDA和H₂O₂的积累显著高于野生型。综上所述,过表达NtPHGPx基因提高了烟草的耐盐性,而敲除NtPHGPx基因则减弱了烟草的耐盐性,推测NtPHGPx基因可能通过影响烟草体内活性氧物质的清除活性参与植株对盐害的胁迫响应。     

烟草NtSAP5基因克隆及干旱胁迫下的功能鉴定

为研究烟草对干旱胁迫的响应机制,克隆了烟草中锌指蛋白基因NtSAP5并对其在干旱胁迫下的表达量进行了检测。结果表明,该基因全长CDS序列为474 bp,编码的蛋白中含有保守的锌指蛋白结构域,该基因NtSAP5的表达受干旱胁迫调控,在干旱胁迫下表达量先升高,后缓慢降低。将NtSAP5的CDS序列克隆到植物过表达载体pG2BW7中,并通过叶盘法转入烟草K326中进行干旱胁迫下的功能验证。选取两个独立的转基因株系及非转基因植株进行干旱胁迫处理,过表达NtSAP5的转基因植株比非转基因植株具有较强的抵御干旱胁迫能力。结果表明,烟草NtSPA5响应干旱胁迫,并在干旱胁迫应答中起到作用。      

一个受青枯病菌诱导的烟草功能基因NtCNGC1的克隆与表达分析

前期转录组研究发现1个环核苷酸门控离子通道（CNGC）基因在抗青枯病烟草品种DB101中上调表达,推测可能参与抵抗烟草青枯病菌侵染的防卫反应。为进一步研究该基因在烟草诱导防御反应中的作用,本研究采用PCR扩增法从DB101中获得烟草CNGC基因的cDNA和基因组序列,命名为NtCNGC1基因。生物信息学和基因表达分析表明,该基因含有8个外显子和7个内含子,编码区（CDS）全长2154 bp,编码717个氨基酸,蛋白分子量为83 kD,理论等电点为9.35。在NtCNGC1基因起始密码子上游1500 bp的核苷酸序列区间预测到防御与应激反应、病原菌应答、水杨酸响应、真菌激发子响应及伤口响应等应答元件。NtCNGC1基因在烟草根中表达最高、茎中其次、叶中最低。受青枯病菌诱导后,NtCNGC1基因在抗病品种（DB101）中的表达量明显高于感病品种（红花大金元）。初步证实NtCNGC1为烟草青枯病抗性相关基因。