本發(fā)明涉及基因工程，特別涉及一種煙草ntpyl6a基因在調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、黃酮類化合物是植物體內(nèi)一類重要的次生代謝物質(zhì)，根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)特征可以進一步將其分為幾個亞類，包括黃酮醇、黃烷醇、花青素和原花青素等。無色黃酮醇是植物特有的代謝產(chǎn)物，可以維持活性氧(ros)穩(wěn)態(tài)并抑制生長素運輸，以調(diào)節(jié)根系發(fā)育、地上營養(yǎng)發(fā)育、氣體交換、繁殖和植物對各種環(huán)境脅迫的抵抗。黃酮類化合物的生物合成是苯丙烷代謝途徑的一個重要分支，受到多種轉(zhuǎn)錄因子的嚴格調(diào)控。此外，許多內(nèi)在和外在因素，如植物激素和環(huán)境脅迫，可以通過調(diào)控相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子或功能酶基因的表達來調(diào)控植物類黃酮的合成。

2、前人研究發(fā)現(xiàn)aba能增強花青素和黃酮醇在植物中的積累，而且aba誘導(dǎo)花青素積累的調(diào)控機制已經(jīng)得到充分的研究。在aba存在時，pyr/pyls/rcar(pyrabactinresistance/pyr1-like/regulatory?components?of?the?aba?receptor,hereafterpyls，以下簡稱pyls)受體與pp2c(protein?phosphatase?2c)蛋白結(jié)合，以阻止其對snrk2(snf1-related?protein?kinase2)的抑制。釋放的snrk2磷酸化并激活abfs(aba-responsive?element?binding?factors)，從而調(diào)節(jié)下游的aba應(yīng)答基因。abi5(abscisicacid-insensitive5)屬于abfs，其被aba激活后能夠誘導(dǎo)bhlh3并與之相互作用，增強bhlh3與dfr(dihydroflavonol?4-reductase)和uf3gt(udp?flavonoid?glucosyl?transferase)基因的結(jié)合，從而促進花青素在蘋果中的積累。同時，aba信號還阻止bzip44(basicleucine?zipper44)的降解并誘導(dǎo)nac1(nam,ataf1/2,and?cuc2)，這兩種信號都有助于aba促進的花青素積累。

3、外源施用aba也能夠增加植物中黃酮醇的積累，甚至其對黃酮醇的誘導(dǎo)程度可能遠大于對花青素的誘導(dǎo)。但是截至目前，aba誘導(dǎo)黃酮醇積累的調(diào)控機制尚不清楚。盡管花青素和黃酮醇都是類黃酮途徑的產(chǎn)物，但它們的合成受到不同轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)。pyls是一類aba受體蛋白，其與aba結(jié)合后通過aba–pyl–pp2c核心信號通路啟動下游的aba信號傳導(dǎo)。pyls由一個多基因家族編碼，不同的成員在植物中可能分化出獨特的功能。盡管pyls介導(dǎo)多種aba調(diào)節(jié)的植物生長發(fā)育，但它們在調(diào)控aba誘導(dǎo)的黃酮醇合成中的作用尚不清楚。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種煙草ntpyl6a基因在調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成中的應(yīng)用，解決如何通過基因工程手段調(diào)控?zé)煵葜悬S酮醇的合成累積問題，以增強植物對環(huán)境脅迫的抵抗力并改善煙草品質(zhì)。

2、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

3、一種煙草ntpyl6a基因在調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成中的應(yīng)用。

4、優(yōu)選地，所述煙草ntpyl6a基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

5、優(yōu)選地，所述煙草ntpyl6a基因編碼蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

6、優(yōu)選地，所述調(diào)控是通過調(diào)節(jié)煙草ntpyl6基因的表達水平來實現(xiàn)對黃酮醇生物合成的調(diào)控。

7、優(yōu)選地，所述調(diào)控是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)實現(xiàn)ntpyl6基因的過表達，以增加煙草內(nèi)黃酮醇的含量；或通過基因編輯技術(shù)實現(xiàn)ntpyl6基因的功能缺失，以減少煙草內(nèi)黃酮醇的含量。

8、優(yōu)選地，利用煙草ntpyl6基因調(diào)控?zé)煵輧?nèi)黃酮醇合成的方法來創(chuàng)制煙草植株。

9、優(yōu)選地，所述創(chuàng)制煙草植株的方法是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得ntpyl6a基因過表達的煙草植株；或是通過crispr/cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)構(gòu)建編輯載體，經(jīng)遺傳轉(zhuǎn)化后獲得純合的ntpyl6a基因敲除的煙草植株。

10、一種過表達載體，所述過表達載體中包含煙草ntpyl6a基因。

11、一種利用aba信號通路調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成的方法，，所述方法是通過改變煙草ntpyl6a基因的表達水平來響應(yīng)aba信號，進而調(diào)控?zé)煵葜械狞S酮醇合成。

12、優(yōu)選地，所述aba存在時，其受體蛋白ntpyl6能夠通過aba信號通過激活ntabf3，ntabf3能夠識別并結(jié)合ntchs和ntfls基因的啟動子片段，促進這兩個基因的表達，進而促進煙草中黃酮醇的合成累積。

13、本發(fā)明上述技術(shù)方案，具有如下有益效果：

14、本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)aba受體蛋白參與介導(dǎo)調(diào)控?zé)煵葜悬S酮醇的合成累積。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得ntpyl6a基因過量表達(overexpression)導(dǎo)致黃酮醇含量升高的遺傳材料。利用基因編輯技術(shù)獲得ntpyl6a基因功能缺失導(dǎo)致黃酮醇含量降低的遺傳材料。為煙草種植有益代謝物調(diào)控以及獲得新品種提供了新的途徑。

技術(shù)特征：

1.一種煙草ntpyl6a基因在調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成中的應(yīng)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述煙草ntpyl6a基因的核苷酸序列如seqid?no.1所示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述煙草ntpyl6a基因編碼蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控是通過調(diào)節(jié)煙草ntpyl6基因的表達水平來實現(xiàn)對黃酮醇生物合成的調(diào)控。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)實現(xiàn)ntpyl6基因的過表達，以增加煙草內(nèi)黃酮醇的含量；或通過基因編輯技術(shù)實現(xiàn)ntpyl6基因的功能缺失，以減少煙草內(nèi)黃酮醇的含量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，利用煙草ntpyl6基因調(diào)控?zé)煵輧?nèi)黃酮醇合成的方法來創(chuàng)制煙草植株。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述創(chuàng)制煙草植株的方法是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得ntpyl6a基因過表達的煙草植株；或是通過crispr/cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)構(gòu)建編輯載體，經(jīng)遺傳轉(zhuǎn)化后獲得ntpyl6a基因敲除的煙草植株。

8.一種過表達載體，其特征在于，所述過表達載體中包含權(quán)利要求1所述的煙草ntpyl6a基因。

9.一種利用aba信號通路調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成的方法，其特征在于，所述方法是通過改變?nèi)鐧?quán)利要求1所述的煙草ntpyl6a基因的表達水平來響應(yīng)aba信號，進而調(diào)控?zé)煵葜械狞S酮醇合成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述aba存在時，其受體蛋白ntpyl6能夠通過aba信號通過激活ntabf3，ntabf3能夠識別并結(jié)合ntchs和ntfls基因的啟動子片段，促進這兩個基因的表達，進而促進煙草中黃酮醇的合成累積。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種煙草NtPYL6a基因在調(diào)控?zé)煵蔹S酮醇合成中的應(yīng)用。煙草NtPYL6a基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。煙草NtPYL6a基因編碼蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)ABA受體蛋白參與介導(dǎo)調(diào)控?zé)煵葜悬S酮醇的合成累積。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得NtPYL6a基因過量表達導(dǎo)致黃酮醇含量升高的遺傳材料。利用基因編輯技術(shù)獲得NtPYL6a基因功能缺失導(dǎo)致黃酮醇含量降低的遺傳材料。為煙草種植有益代謝物調(diào)控以及獲得新品種提供了新的途徑。

技術(shù)研發(fā)人員：高茜,陳鈺棟,許力,邢佳鑫,李雪梅,蔣佳芮,米其利,曾婉俐,向海英
受保護的技術(shù)使用者：云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10