[发明专利]烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因及其应用

说明书

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一个烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因及其在调控烟草中氨基酸含量方面应用的专利申请。该基因包括1539个碱基，具体碱基序列如SEQ ID NO.1所示。该基因所编码的氨基酸透性酶，包括512个氨基酸，具体氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。该基因与烟草氨基酸含量相关，还与烟草株高相关。发明人分别通过对烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因进行过量表达和基因沉默，通过对NtAAP2基因不同表达量情况下烟草生长发育情况和氨基酸含量情况研究，发现该基因与植株的株高和植物内氨基酸含量高度相关。基于这种相关性，可为烟草株型调整和烟叶内氨基酸含量调整奠定一定理论基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一个烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因及其在调控烟草中氨基酸含量方面应用的专利申请。

背景技术

氮元素（N）是构成核酸、蛋白质、磷脂的必须化学元素之一，同时氮元素还参与酶以及辅酶和辅基、植物激素和叶绿素等的构建，是植物生长发育所必须的大量元素之一。植物生长过程中，通过根部从土壤溶液中吸收无机氮源：硝态氮（NO^3-）和铵态氮（NH⁴⁺），以此作为氮源。除此之外，部分有机氮源如氨基酸也可以被植物直接从土壤中吸收利用。

氨基酸作为植物体内重要的有机氮化合物，其合成及其代谢对植物生长具有重要作用。就植物生长本身而言，氨基酸的供应程度可以直接影响植物体内蛋白的含量，而氨基酸的吸收、转运，则又需要依靠植物细胞膜上的多个转运蛋白的协助，经木质部-韧皮部最终到达花、种子等“库”组织，实现氨基酸的生理功能。

已有研究中，拟南芥AAP2基因在植物体内氨基酸的整个运输途径中均有参与，参与了氨基酸在木质部与韧皮部之间的运输，为库组织提供了N源。研究表明，ataap2突变体的叶片中14C含量增加，而库组织角果中14C及韧皮部氨基酸含量均减少，最终导致库组织的C\N平衡发生改变，进而影响了种子的生长发育。

现有研究表明，植物氨基酸代谢与糖酵解过程密切相关，大多数氨基酸是植物初生和次生代谢的枢纽，而氨基酸的代谢产物则包括核酸、生物碱、叶绿素、多酚、酯类等多种物质成分。就烟草培育而言，烟草中的氨基酸不仅可以影响植物的生长发育，烟叶中游离氨基酸的含量与烤烟品质和风味之间也存在高度关联。因此就烟草中与氨基酸转移或代谢相关基因加强研究，具有十分重要的理论和应用意义。

发明内容

本发明目的在于提供一个烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因，通过对该基因的克隆研究，可为烟草改良和烟草新品种培育奠定一定的理论和应用基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一个烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因，包括1539个碱基，具体碱基序列如SEQ IDNO.1所示。

烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因所编码的氨基酸透性酶，包括512个氨基酸，具体氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

所述烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因，与烟草氨基酸含量相关；具体而言，烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因在表达、翻译为氨基酸透性酶后，可提高烟草中氨基酸含量；进一步而言，在过表达NtAAP2基因后，可提高烟草植株中Glu、Gln、Asp、Asn等氨基酸的含量；而在抑制NtAAP2基因表达后，可降低烟草植株中Glu、Gln、Asp、Asn等氨基酸的含量。

所述烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因，还与烟草株高相关；具体而言，在过表达NtAAP2基因后，可增加烟草株高，而在抑制NtAAP2基因表达后，可降低烟草株高。

利用所述烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因所构建的超表达载体，将烟草氨基酸透性酶NtAAP2基因的碱基序列插入到含有35S启动子的表达载体中构建而成；所述含有35S启动子的表达载体，具体例如Super pCAMBIA1300质粒载体。