烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1及其应用制造技术

技术编号：44578936 阅读：5 留言：0更新日期：2025-03-14 12:41

本发明专利技术属于烟草基因工程领域，具体涉及一个烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1及其应用。所述烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。NtKAT2.1基因表达量与烟草中阿魏酸含量负相关。初步研究结果表明，本申请所涉及的NtKAT2.1基因与烟草阿魏酸含量高度相关，在将该基因沉默后，基因沉默后烟草株系中阿魏酸含量可增加127.45%，有十分明显提高。基于此结果，发明专利技术人认为，在对该基因进一步深入研究基础上，有望可为烟草品质改进以及进一步新品种培育奠定良好的技术基础。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烟草基因工程领域，具体涉及一个烟草阿魏酸合成基因 ntkat2.1及其应用。

技术介绍

1、多酚类化合物是烟草生长过程中一类重要的次生代谢产物，其在烟草香气形成过程中发挥着关键作用。因此，烟草多酚类化合物类型及含量，对于烟叶香气品质具有十分重要的影响。

2、阿魏酸作为多酚类化合物一员，参与了烟草中的苯丙烷代谢途径，而该途径也同时负责了烟草香气中关键组分（包括酚类、萜类化合物以及生物碱等）的合成过程。另外，阿魏酸不仅作为中间体参与了香豆素和绿原酸的合成，还能转化为coa酯和咖啡酸，进而参与类黄酮等化合物的合成过程。另外，在对木质素生物合成研究过程中发现，阿魏酸作为中间代谢物，在4cl酶（4-香豆酸：辅酶a连接酶）的催化下可以转化为相应的coa酯，进而参与木质素的合成。而由于木质素对于植物细胞壁强度和刚性、以及抵御环境逆境条件等十分重要，因此，也使得阿魏酸代谢调节对于植物研究具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、鉴于阿魏酸代谢调控在植物、尤其是烟草品质调控中具有十分重要的技术意义，本申请目的在于提供一个与烟草阿魏酸含量高度相关的 ntkat2.1基因，从而为烟草新品种培育奠定一定技术基础。

2、本申请所采取的技术方案具体简介如下。

3、烟草阿魏酸合成基因 ntkat2.1，其核苷酸序列如seq id no.1所示；

4、对应的，阿魏酸合成基因 ntkat2.1所编码的阿魏酸合成蛋白ntkat2.1，由464个氨基酸残基组成，其氨基酸序列如seq id no.2所示，其中第54-309和318-440位氨基酸为保守的thiolase n和thiolase c结构域。

5、用于沉默烟草阿魏酸合成基因 ntkat2.1的重组载体trv2-ntkat2.1，该载体以trv2为载体，重组有针对烟草阿魏酸合成基因 ntkat2.1的靶向序列。

6、所述烟草阿魏酸合成基因 ntkat2.1在烟草中应用，用于调控烟草中阿魏酸含量；具体应用时， ntkat2.1基因表达量与烟草中阿魏酸含量负相关（即，通过降低 ntkat2.1基因表达量进而降低ntkat2.1蛋白表达后，烟草叶片中阿魏酸含量明显升高）；利用基因沉默技术、或者基因超表达方法，通过降低或者提高 ntkat2.1基因表达量进而通过调节烟草ntkat2.1蛋白表达量，来调节控制烟叶中阿魏酸含量情况。

7、利用所述烟草阿魏酸合成基因 ntkat2.1的烟草新品种培育方法，基于转基因技术、瞬时表达技术或基因组编辑技术，首先构建含有 ntkat2.1基因的病毒诱导沉默载体、rnai干涉载体、超表达载体或基因组编辑载体，随后转化烟草，并筛选获得阿魏酸含量升高或降低的烟草新品种；

8、具体例如：利用病毒诱导的基因沉默（vigs）的技术，干扰 ntkat2.1基因的表达使其沉默，进而筛选获得 ntkat2.1基因沉默新品种（即阿魏酸含量提高的烟草新品种）；所述 ntkat2.1基因沉默烟草新品种中阿魏酸含量显著上调。

9、基于小麦、拟南芥、小麦等研究表明，阿魏酸在植物生长中具有十分重要的用途。也因此，专利技术人对于烟草中与阿魏酸合成调控具有关联作用的调控基因进行了初步研究。初步研究结果表明，本申请所涉及的 ntkat2.1基因与烟草阿魏酸含量高度相关，在将该基因沉默后，基因沉默后烟草株系中阿魏酸含量可增加127.45%，有十分明显提高。基于此结果，专利技术人认为，在对该基因进一步深入研究基础上，有望可为烟草品质改进以及进一步新品种培育奠定良好的技术基础。

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【技术保护点】

1.烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1，其特征在于，所述烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

2.权利要求1所述烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1所编码的阿魏酸合成蛋白NtKAT2.1，其特征在于，阿魏酸合成蛋白NtKAT2.1的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

3.权利要求1所述烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1在烟草中应用，其特征在于，NtKAT2.1基因表达量与烟草中阿魏酸含量负相关；应用时，利用基因沉默技术、或者基因超表达方法，通过降低或者提高NtKAT2.1基因表达量进而通过调节烟草NtKAT2.1蛋白表达量，来调节控制烟叶中阿魏酸含量。

4.利用权利要求1所述烟草阿魏酸合成基因NtKAT2.1的烟草品种培育方法，其特征在于，首先构建含有NtKAT2.1基因的病毒诱导沉默载体，随后转化烟草，并筛选获得阿魏酸含量升高的烟草品种。

【技术特征摘要】

1.烟草阿魏酸合成基因ntkat2.1，其特征在于，所述烟草阿魏酸合成基因ntkat2.1的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.权利要求1所述烟草阿魏酸合成基因ntkat2.1所编码的阿魏酸合成蛋白ntkat2.1，其特征在于，阿魏酸合成蛋白ntkat2.1的氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.权利要求1所述烟草阿魏酸合成基因ntkat2.1在烟草中应用，其特征在于，n...

【专利技术属性】
技术研发人员：金立锋，牛萌康，李锋，周会娜，张慧，郑庆霞，刘萍萍，翟妞，徐国云，王笑，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：

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