[发明专利]烟草NtDREB-1BL1转录因子及其应用

说明书

本申请属于烟草基因组解析技术领域，具体涉及烟草NtDREB类转录因子及其应用专利申请事宜。烟草NtDREB类转录因子，包括NtDREB‑1BL1、NtDREB‑1BL2、NtDREB‑1BL3三个，相应CDS碱基序列如SEQ ID No.1~3所示。对于现有其他作物中DREB类转录因子功能研究认为，这类转录因子与植物抗逆性紧密关联。而本申请中，发明人通过对烟草中三个NtDREB转录因子功能研究，发现烟草中NtDREB类基因与烟草中色素类物质含量紧密相关，通过调节NtPSY基因表达来实现烟叶中色素类物质含量的同步调整，基于此结果，可为烟草遗传定向改良和烟叶品质提升奠定良好的理论基础和技术基础。

技术领域

本申请属于烟草基因组解析技术领域，具体涉及烟草NtDREB类转录因子及其应用专利申请事宜。

背景技术

类胡萝卜素是植物体内一类重要的萜类物质，是一类重要的香味前体物，其含量不仅与植物的品质、抗逆、产量及外观等诸多性状紧密相关，其通过降解、转化还可以形成一系列的致香物质。也因此，在烟叶中，烟叶香气质和香气量与萜类化合物的含量密切相关，例如类胡萝卜素、二萜等香气前体物的积累能够提高烟叶香气量，改善烟叶香气品质，同时也决定了烤后烟叶的外观品质。因此，通过基因工程手段提高烟叶中类胡萝卜素等萜类物质的含量、或者对烟叶中类胡萝卜素合成性状进行定向遗传改良，是从根源上提高烟叶香味前体物总量和改善烟叶品质的有效措施。

在对现有类胡萝卜素含量影响基因研究中，利用烟草脆裂病毒诱导基因沉默（VIGS）技术，通过沉默相应的目的基因，已经发现部分基因对于类胡萝卜素含量具有明显影响（烟草类胡萝卜素异构酶基因及其应用，申请号201410405272.X；烟草ε-番茄红素环化酶基因及其应用，申请号201410405714.0）。但在利用VIGS对相关功能基因进行研究时，该技术存在一些不足之处：（1）VIGS引起目标基因的沉默特征不具有遗传性，以致该技术并不能彻底揭示基因的功能；（2）如何获得目标基因的系统性整体沉默仍然是VIGS技术目前需要解决的问题；（3）沉默持续的时间问题；（4）不同的接种方式会产生不同的沉默效率，因此病毒载体如何有效地接种入植物体内，并产生较强的沉默效果，是VIGS技术开发的关键步骤。

利用过表达（OE）和RNAi技术也是研究目标基因功能的常用研究方法，专利申请《烟草番茄红素β环化酶基因及其应用》（申请号201410405713.6）中，即利用该方法对Ntβ-LCY基因在表达量变化情况下对烟草植株生长发育情况及色素含量影响情况进行了研究。但利用过表达（OE）和RNAi技术时，存在的技术缺陷主要在于：基因性质和作用机制无法充分解释，例如，上述通过OE和RNAi对基因表达量调节，并不能充分解释和证明β环化酶基因是类胡萝卜素合成通路上的基因这一基本性质，尚需结合其他实验和分析才能进一步解释番茄红素β环化酶对于类胡萝卜素含量的调节机制。

已有研究表明，八氢番茄红素合成酶基因（PSY）是类胡萝卜素合成通路上游的第一个关键基因，该基因表达量变化能够调控植物体的类胡萝卜素含量、光合效率和抗逆能力。PSY基因在植物体内受到精细的调控，而各类因素的调控要着落在具体的遗传学机制上，即转录和转录后调控，因此通过利用不同的转基因技术（VIGS、OE、RNAi等）寻找能够调控PSY的转录因子或者互作蛋白并解析其调控机制，是揭示植物胡萝卜素含量遗传调控新机制的重要方式和途径。

发明内容

通过对烟草中DREB类转录因子的初步研究和分析，本申请目的在于提供系列对烟草中类胡萝卜素含量具有调节作用的DREB类转录因子，从而为烟叶品质的改善奠定一定技术基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

烟草NtDREB类转录因子，包括NtDREB-1BL1、NtDREB-1BL2、NtDREB-1BL3三个，三个基因相应CDS碱基序列如SEQ ID No.1~3所示，具体如下：