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烟草所发现烟草糖酯合成新基因

作者:常爱霞、杨爱国 来源:遗传育种研究中心 发布日期:2020-07-08 点击:

  

  近日,BOB体育网站 烟草遗传育种创新团队鉴定到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。相关研究成果发表在国际期刊《植物(Planta)》上。

BOB体育网站  据常爱霞副研究员介绍,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(acetolactate synthase,ALS)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三个ALS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ALS,可能均为腺毛特异高表达并参与糖酯合成。

  该研究得到了中国农科院基本业务费项目、湖南省烟草公司科技项目等资助。