[发明专利]烟草NtPIF1基因及其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了烟草NtPIF1基因及其编码蛋白和应用。烟草NtPIF1基因，其CDS序列如SEQ ID No.1所示。烟草NtMYB1基因编码的蛋白，氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明所述的烟草NtMYB1基因在调节烟草类胡萝卜素类物质、调节烤后烟叶品质及调控烟草抗逆性中的应用；优选在提高烟草类胡萝卜素含量、提高烤后烟叶品质和提高烟草抗逆性中的应用；进一步优选在提高烟草对ABA胁迫、干旱胁迫抗性中的应用。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学与基因工程相关技术领域，具体涉及烟草NtPIF1基因及其编码蛋白和应用。

背景技术

烟草是我国主要的经济作物之一。因生物量大、遗传转化体系成熟完善、种植栽培技术简单，烟草被认为是开展植物生物反应器研究，生产有益化合物(如虾青素、胡萝卜素、花青素等)和蛋白质(如胶原蛋白、流感疫苗等)的理想模式植物。

胡萝卜素类化合物是自然界中一类天然色素的总称，普遍存在于动物、高等植物、真菌藻类中的黄色、橙黄色或红色的色素之中。在植物体内，类胡萝卜素具有促进光形态发生、参与非光化学抑制反应、脂质过氧化反应及吸引昆虫传粉等作用，是植物生长所必须的一类次生代谢物；在动物细胞中，类胡萝卜素具有抗氧化活性，其中β-胡萝卜素是人体合成对视觉神经和免疫系统极为重要的维生素A的前体物质。然而，由于动物细胞不能自身不能合成类胡萝卜素，植物中的类胡萝卜素就成为人体中最主要的摄入来源。由于具有共价多烯结构，类胡萝卜素具有超强的抗氧化活性，在功能营养品、化妆品、食品添加剂、动物饲料等领域被广泛应用。据估计，类胡萝卜素的全球市场价值在2018年已达15亿美元。目前类胡萝卜素的生产主要依赖于化学合成和微生物合成，但是合成产率较低，过程繁琐，且生产期间产生的化学污染较大。

作为主要的经济作物，烟草叶片中胡萝卜素类物质的含量对烤烟品质至关重要，是烤烟中重要的致香前体物。如β-胡萝卜素降解产生的β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮、β-大马酮、二氢猕猴桃内酯等是重要的香精香料的原料；叶黄质降解产生的巨豆三烯酮、氧化异佛尔酮是烟草香味物质的前体物。这些香味物质阈值相对较低，刺激性较小，对烟叶香气贡献率大，是形成烤烟细腻、高雅和清新香气的主要成分。大马酮和紫罗兰酮可增加烟草的花香香味，二氢猕猴桃内酯和巨豆三烯酮可消除刺激性作用，增加烟叶中的花香和木香特性。因此，提高胡萝卜素类物质在烟草中合成、积累，不仅能够提高烟草的生物可用性，而且能够提高烟叶香气品质。

干旱胁迫是制约全球农业生产的重大问题之一，也是非生物胁迫的重点研究领域。植物遇到干旱胁迫后细胞含水量下降，活性氧平衡被打破，细胞膜系统受损，导致植物生长发育迟缓，严重者甚至死亡。烟草是一种重要的种植规模较大的模式植物，近年来广泛地用于抗旱胁迫的研究。

光敏色素互作因子PIF(Phytochrome interacting factors)属于植物碱性-螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子家族的第15亚族。是植物光信号反应中的重要调控因子，在调控种子萌发、幼苗形态建成、避荫反应、昼夜节律以及各种植物激素响应过程中起着重要作用。但由于物种进化的多样性，不同植物中的PIF基因功能却不尽相同。在烟草中，对光敏色素互作因子的研究尚未报道，其家族基因的功能仍不清楚。本发明挖掘和鉴定的烟草NtPIF1基因不仅在调控烟叶胡萝卜素类物质合成积累中发挥重要作用，而且对烟草抗逆性提升效果显著。

发明内容

本发明的目的是提供烟草NtPIF1基因。

本发明的另一目的是提供一种烟草转录因子NtPIF1基因的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

烟草NtPIF1基因，其CDS序列如SEQ ID No.1所示。

烟草NtPIF1基因编码的蛋白，氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。