[发明专利]烟草热激蛋白HSP22及其应用

说明书

本发明属于烟草基因工程领域，具体涉及烟草热激蛋白HSP 22基因及其应用专利申请。该基因碱基序列如SEQ ID NO.1所示。烟草热激蛋白HSP 22由192个氨基酸残基组成，其中第68‑159位氨基酸保守的SHSP结构域。该蛋白与植物叶片中色素类物质含量相关，降低该蛋白表达后，叶片中色素类物质含量明显降低，所述色素类物质为：新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a/b、β‑胡萝卜素。本发明通过对特定烟草热激蛋白HSP 22的初步研究，发现其与烟草色素类物质含量高度相关，在将该基因沉默后，烟草中色素类物质含量发生了明显降低。基于这一特性，可为烟草新品种培育一定的应用基础和参考借鉴。

技术领域

本发明属于烟草基因工程领域，具体涉及烟草热激蛋白HSP 22及其应用专利申请。

背景技术

人们通常所吸食的烟草属双子叶植物纲管花目茄科烟草属植物，烟草属(Nicotiana) 有60 多个种，而用于制备所吸食的烟草主要为两个栽培种，分别为普通烟草( 又称红花烟草，Nicotiana tabacum)和黄花烟草(Nicotiana rustica)，其中前者占据主要面积，而后者的栽培面积相对较小。

栽培烟草按烟叶品质特点、生物学性状和栽培调制方法等特点可分为烤烟、晒烟、晾烟、白肋烟、香料烟和黄花烟六个类型，其中烤烟是栽培最广的普通烟草。我国烤烟种植面积和总产量均居世界第一位。作为一种叶用经济作物，烤烟的栽培技术有别于其它大田作物，不仅要求有一定的烟叶产量，而且更注重烟叶品质。烟叶品质决定烟叶的可用性，直接影响卷烟商品的色、香、味和商品价值，也关系到烟农的经济效益，是烟草行业的生命和出发点。为使在未来的国内外市场竞争中立于不败之地，满足国内外卷烟企业对优质烟叶不断增长的需求，必须提高烟叶品质和安全性。

植物色素是烟草中一类重要的化合物，主要包括叶绿素和类胡罗卜素类物质。叶绿素在烟草成熟和烟叶调制过程中大量降解消失，它在干烟叶中是一种不利的化学成分，往往带有青杂气，是烟叶分级中被严格控制的指标之一。如果叶绿素在调制处理过程中没有充分降解就把烟叶烤干，就会烤出不同程度的“青黄烟”。“青黄烟”不仅外观品质不良，燃烧时还会产生有害物质，进而影响烟草等级和品质。

烟叶发酵醇化过程中，叶绿素卟啉环一方面会降解产生吡咯类化合物，从而增加烟叶陈化香，降低青杂气；另一方面，叶绿素水解产生的植醇可进一步降解成新植二烯，并再降解成植物呋喃，进而转化成烟叶的清甜成分。因此，叶绿素是重要的香气前体物，充分降解后对烟质较为有利。

烟草黄色素主要是类胡萝卜素，烟叶类胡萝卜素含量与烟叶品质存在正相关关系，一方面是烟叶外观品质与该类成分含量直接相关；另一方面类胡萝卜素是烟草香气成分的重要前体物质，对烟草的香气量和香气品质是正相关关系。烟叶中的香味成分很大一部分是类胡萝卜素的降解产物，其中不少化合物是烟草中关键的致香成分，如紫罗兰酮、大马酮和异佛尔酮等。

基于上述烟叶中色素的重要作用，对烟草色素类物质调控基因进行深入研究，利用基因工程构建新的烟草品种，可为改善烟草品种奠定良好应用基础。

发明内容

基于烟草色素类物质含量调控基因的研究，本发明目的在于提供一种烟草热激蛋白HSP 22基因及其在烟草色素物质含量调节方面的应用，从而为烟草新品种培育奠定基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

烟草热激蛋白HSP22的编码基因HSP22，其碱基序列如SEQ ID NO.1所示，其中特异性核酸片段为202-477位碱基。

所述编码HSP22基因在叶片色素类物质含量调控中的应用，利用基因沉默技术、或者基因超表达方法，通过调节烟草HSP22蛋白表达量，来调节控制烟叶中色素类物质含量情况，所述色素类物质为：新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a/b、β-胡萝卜素。