[发明专利]用于调控烟草尼古丁合成和转运的基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因技术和植物学领域；本发明涉及到调控烟草尼古丁合成和转运相关的非编码microRNA（miRNA）基因。

背景技术

烟草尼古丁的合成和转运受到多个因素的调控，目前从分子角度对尼古丁的合成代谢途径和转运的研究还未完全透彻，虽然已经鉴别和克隆出来了一些尼古丁合成途径中的关键基因，如QPT、PMT、MPO等（Dwey和Xie,2013,Phytochemistry），但是通过miRNA调控尼古丁合成及其转运关键基因，从而影响尼古丁含量的研究未见报道。因此，本专利作为尼古丁合成和转运途径中的重要一环，对于改良烟草尼古丁含量等具有重要作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于调控烟草尼古丁含量的非编码microRNA基因及其应用。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供用于调控烟草尼古丁合成和转运的基因，该基因的序列是SEQ ID NO:1－6中的任意一种。

进一步地，本发明所述的基因是将SEQ ID NO:1－6中的任意一种经过1－2个碱基的取代、缺失或添加而形成；

所述碱基是指：A，T，C或G中任意至少一种；

所述取代、缺失或添加是指：A，T，C或G中任意至少一种，发生取代、缺失或添加。

本发明还提供了前述基因的用途，是将其用于调节烟草尼古丁合成和转运量，以实现对烟草中烟碱含量的调控。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明取得的6个基因可以形成稳定的发夹结构，获得的烟草非编码小RNA序列分析表明部分小RNA来自其茎部序列。这些小RNA预测其靶基因分别靶向烟草尼古丁合成和转运关键蛋白质编码基因。本发明取得的miRNA调控机制，将为烟草尼古丁合成和转运途径关键基因所扮演的角色提供一个更加深入的理解，以便可以更好的改良烟草尼古丁含量性状。

附图说明

图1为SEQ ID NO：1形成的发夹结构图（MFE=-34.40）；

图2为SEQ ID NO：2形成的发夹结构图（MFE=-75.81）；

图3为SEQ ID NO：3形成的发夹结构图（MFE=-52.20）；

图4为SEQ ID NO：4形成的发夹结构图（MFE=-97.80）；

图5为SEQ ID NO：5形成的发夹结构图（MFE=-52.40）；

图6为SEQ ID NO：6形成的发夹结构图（MFE=-24.82）。

图中，发夹结构茎部用线框标出的碱基部分为其成熟序列。

具体实施方式

本发明包含了从烟草中发现调控尼古丁合成途径关键基因的miRNA，为进一步的研究该基因在烟草生长发育过程中所扮演的角色提供了一个很好的基础。本发明所进行的研究能够帮助我们更好的理解该基因，并进一步应用于控制烟草合成尼古丁含量等。

材料和方法

1.植物材料和样品准备

本发明中所有的植物组织材料取自烤烟（Nicotiania tabacum）品种“红花大金元”（“Honghua Dajinyuan”）。烟草植株的生长和发育阶段都是在人工气候室中，并保持生长温度在22-25℃之间，以尽量减少外界环境因素对烟草尼古丁合成过程中的影响。实验选取的烟草材料为三株生长期在40天左右，生长高度和体型相近的植株。选取其中的一株，在其生长完整和充分展开的叶片上通过打孔方式进行机械性的叶片损伤手段；对于另一株对其实行顶部摘除处理；最后一株烟草植株则作为该实验的空白对照。在对烟草植株进行了伤害处理后，所有的植株都被放回其原来的生长环境中，并培育48小时以便充分诱导其对于外界损伤机制所产生的防御性的生理反应和尼古丁的诱导合成。之后，分别从打顶伤害、叶片损伤和对照中提取了这三组处理中的烟草植株根部组织，以及从叶片损伤和空白对照中分别提取了植株叶片组织，为进行下一步的实验做好了准备。

2.烟草RNA的提取和降解组测序