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作者：许力;许永;向海英;黄海涛;米其利;陈钰栋;蒋佳芮;李雪梅;高茜;
单位：云南中烟工业有限责任公司技术中心;
摘要：【背景和目的】烟草苯丙氨酸解氨酶参与苯丙氨酸代谢途径，不仅跟烟叶香气品质相关，而且对烟草抗病、抗逆等防御功能也有影响。为鉴定苯丙氨酸解氨酶参与烟草抗花叶病途径的基因功能。【方法】采用同源克隆的方法，在栽培烟草红花大金元中克隆了苯丙氨酸解氨酶基因NtPAL，利用生物信息学方法分析NtPAL蛋白结构和进化关系。采用CRISPR/cas9基因编辑技术获得NtPAL基因编辑植株PAL-KO，在植株成熟期测定多酚含量和苯丙氨酸解氨酶活性。利用本氏烟草瞬时表达系统，进行NtPAL亚细胞定位分析。【结果】烟草NtPAL基因的全长CDS序列为2016bp，编码一个由671个氨基酸组成的PAL蛋白。NtPAL含有典型的苯丙氨酸解氨酶结构域PLN02457，是一个新的烟草NtPAL基因。亚细胞定位实验表明NtPAL定位在细胞核区域。与对照植株相比，编辑植株PAL-KO对烟草花叶病毒（TMV）的抗性降低，成熟期叶片中新绿原酸、莨菪亭、隐绿原酸、绿原酸及芸香苷5种多酚含量均显著升高，苯丙氨酸解氨酶活性降低。【结论】烟草NtPAL通过调控多酚含量与苯丙氨酸解氨酶活性响应烟草花叶病抗性。该研究结果为深入阐明NtPAL在烟草抗病性增强和遗传改良方面的潜力奠定了理论基础。
关键词：烟草;NtPAL;亚细胞定位;基因功能;抗病性
基金资助：中国烟草总公司科技项目“多酚类物质代谢相关新品系配方适用性评价及应用”（110202201015(JY-15)）; 云南大观实验室课题、云南中烟工业有限责任公司科技项目“低芸香苷新品系的品质保障技术优化及烟叶配伍性研究”（YNDG202301YZ01、2023YJ02）
