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烟草科技2024年第09期:基于CRISPR/Cas9技术的烟草NtHQT2基因敲除及功能分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李亦君;夏琳;杨小贝;王中;谢小东;杨军;宁黔冀;武明珠;

单位:中国烟草总公司郑州烟草研究院;河南师范大学生命科学学院;

摘要:羟肉桂酰辅酶A奎宁酸羟肉桂酰转移酶(hydroxycinnamoyl-CoA quinate hydroxycinnamoyl transferase,HQT)是绿原酸合成代谢通路的关键酶。从普通烟草(Nicotiana tabacum L.)中克隆到1个NtHQT的同源基因,并命名为NtHQT2。氨基酸序列比对和遗传进化分析结果显示,NtHQT2具有HQT蛋白保守的HTLSD和DEFEG基序,并且在进化上与烟草及其他茄科植物HQT属于同1个分支。通过qRT-PCR分析NtHQT2基因在烟草不同组织的表达模式发现,NtHQT2基因在烟草根、茎、叶、腋芽和花中均有表达,但在叶片中的表达量较高。进一步利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对NtHQT2基因进行定向敲除,获得了3种类型的T0代基因编辑植株,均能导致NtHQT2蛋白的翻译错误。通过测定T2代NtHQT2基因编辑烟株叶片中绿原酸含量,发现编辑烟株比对照K326烟株绿原酸含量显著下降,说明NtHQT2基因正向调控绿原酸的合成。

关键词:烟草;NtHQT2基因;绿原酸;CRISPR/Cas9;基因编辑

基金资助:河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目“光照调控烟草绿原酸合成关键基因NtHQT2分子机制研究”(222102110164)