楊再軍 張麗 張福強(qiáng) 張權(quán) 昝建朋 田舉要 白茂軍 徐世曉
摘要:在對烤煙原料要求煙堿含量低的中煙工業(yè)企業(yè)中,煙堿含量過高的煙葉難以在原料配方中適配,導(dǎo)致工業(yè)可用性較低。為了降低煙葉中煙堿的含量,通過病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)(virus induced gene silencing,VIGS)構(gòu)建煙堿合成過程中4個關(guān)鍵基因(NtA622、NtPMT、NtBBL、NtMYB305a)的靶向沉默體系,探究瞬時沉默對基因相對表達(dá)量及煙堿含量的影響,并對不同載體的沉默效率與煙堿降低率進(jìn)行貢獻(xiàn)度分析。結(jié)果表明,通過目標(biāo)序列靶片段成功構(gòu)建了基于VIGS技術(shù)的沉默載體;T2處理沉默NtPMT基因后,最大沉默效率為55.23%,T3處理沉默NtBBL基因后,沉默效率為50.78%,兩者差異不顯著;各處理沉默相應(yīng)基因后,不僅表現(xiàn)出對應(yīng)基因表達(dá)量的下調(diào),同時對本研究中其他基因的表達(dá)量也有影響;煙堿降低最多的是T3處理,降低率達(dá)到39.34%,同時T3處理沉默NtBBL基因的沉默效率對煙堿降低的貢獻(xiàn)度最大,為0.775。本研究建立的VIGS技術(shù)體系有效沉默目的基因的表達(dá),沉默NtBBL基因的T3處理沉默效率較高,煙堿含量較低,為調(diào)控?zé)焿A含量提供了一種新思路與方法。
關(guān)鍵詞:VIGS;煙堿;載體構(gòu)建;相對基因表達(dá)量;病毒誘導(dǎo)的基因沉默
中圖分類號:TS44+1? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-1302(2024)06-0061-07
收稿日期:2023-09-29
基金項目:貴州省煙草公司安順市公司項目(編號:2023520400240038);廣西壯族自治區(qū)煙草公司百色市公司項目(編號:202245100020409)。
作者簡介:楊再軍(1998—),男,貴州甕安人,碩士研究生,主要研究方向為煙草遺傳育種。E-mail:yangzaijun528.163.com。
通信作者:徐世曉,博士,副教授,從事煙草遺傳育種研究。E-mail:xushixiao@henau.edu.cn。
煙堿是煙草中最重要的一類生物堿,它不僅是煙草品質(zhì)的重要構(gòu)成要素,還是衡量煙草煙葉品質(zhì)、卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。煙堿含量占煙草生物堿總量的90%~95%[1],并且煙草只有根系具有合成煙堿的能力,其中根尖皮層、表皮細(xì)胞及圍繞維管束的薄壁細(xì)胞是煙堿合成的主要部位,煙草其他組織和器官并不能合成煙堿[2]。煙草煙堿的代謝途徑由吡啶環(huán)的形成、吡咯環(huán)的形成和兩環(huán)結(jié)合3個步驟組成,目前該過程已基本明確[3]。
在煙堿合成代謝途徑中,腐胺-N-甲基轉(zhuǎn)移酶(putrescine N-methyl transferase,PMT)是煙堿合成的關(guān)鍵控制酶[4-5],PMT基因只在煙草根部表達(dá),煙堿生物合成的第1步是腐胺在腐胺-N-甲基轉(zhuǎn)移酶(PMT)的催化作用下生成S-腺苷甲硫氨酸、N-甲基腐胺[6]。有研究表明,在煙草中利用消減雜交技術(shù)能一起分離得到PMT、A622[7],A622是一個異類黃酮還原酶基因;小檗堿橋狀酶(berberine bridge enzyme-like,BBL)基因家族在細(xì)菌、真菌和植物中廣泛存在[8];在煙堿代謝途徑的最后步驟(吡啶環(huán)和吡咯環(huán)結(jié)合)需要PIP家族異類黃酮還原酶類蛋白A622和小檗堿橋連酶類蛋白BBL的共同參與[9-10]。NtMYB305a是R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員,其分子進(jìn)化關(guān)系與擬南芥中的AtMYB21、AtMYB24分子進(jìn)化最接近[11],NtMYB305a的功能是通過結(jié)合在 AT-rich元件上來協(xié)同調(diào)控?zé)焿A代謝途徑中部分基因的表達(dá),其中包括NtPMT、NtBBL、NtA622基因的表達(dá),另外,NtMYB305a基因表達(dá)上調(diào)或者下調(diào)都會顯著影響煙草植株葉片中的煙堿含量[12]。在煙堿代謝的調(diào)控上,雖然減少施氮量、打頂留葉等栽培措施已被證實對煙草煙堿含量具有調(diào)節(jié)作用,但是還存在實際生產(chǎn)應(yīng)用中因人工勞務(wù)量重或經(jīng)濟(jì)效益差等原因?qū)е碌膽?yīng)用不夠廣泛等問題[13]。諸多研究在探究煙堿合成途徑中的基因功能時,也有使用RNAi或者基因敲除的方式研究基因功能,但同時對不同基因沉默作用于煙堿含量的結(jié)果進(jìn)行橫向比較的報道較少。
病毒誘導(dǎo)的基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)是利用RNA介導(dǎo)的植物防御病毒免疫機(jī)制而發(fā)展起來的一項詮釋植物基因功能的反向遺傳學(xué)技術(shù),其內(nèi)在的分子基礎(chǔ)是轉(zhuǎn)錄后基因沉默(post-transcriptional gene silencing,PTGS)[14]。VIGS載體具有多種選擇,其中煙草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)載體以沉默效率高、沉默時效長、對接種植株不會造成明顯傷害等優(yōu)點而成為病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)中選擇率較高的載體[15]。目前VIGS在煙草多方面均得到應(yīng)用,如郭玉鴿等構(gòu)建GS同工酶基因沉默體系,有效降低了氮代謝關(guān)鍵酶活性和含氮化合物含量[16];姚怡帆等沉默煙草NtPPO8基因,降低了PPO活性,提高煙葉耐烤性和降低煙葉褐變比例[17]。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于降低煙堿含量方面開展了大量研究,但是目前以VIGS技術(shù)沉默不同基因來調(diào)控?zé)焿A合成的還鮮見報道。本試驗構(gòu)建3個合成關(guān)鍵基因(NtPMT、NtA622、NtBBL)與1個轉(zhuǎn)錄因子NtMYB305a的沉默載體,以利用VIGS技術(shù)分別進(jìn)行沉默,探究基因相對表達(dá)量與煙堿含量的關(guān)系,以及各載體沉默效率對煙堿降低率的貢獻(xiàn)度,篩選出沉默效率較好的靶向沉默載體,以期為降低烤煙煙堿含量提供理論依據(jù),從而提高烤煙煙葉工業(yè)可用性。
1? 材料與方法
1.1? 試驗材料
本試驗于2023年4月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)煙草基地大棚內(nèi)進(jìn)行,材料采用盆栽種植,供試品種為云煙87,由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院育種實驗室提供。pTRV2載體購自武漢淼靈生物科技公司,根癌農(nóng)桿菌GV3101與pTRV1購自北京擎科生物科技有限公司。
1.2? 試驗方法
1.2.1? 選取沉默靶片段根據(jù)NCBI上已登錄的NtPMT(登錄號:107771646)、NtA622(登錄號:107784748)、NtBBL(登錄號:107791775)、NtMYB305a(登錄號:107821652)的序列,通過與鄭州煙草研究院自建云煙87與K326的全基因組數(shù)據(jù)庫對比,選取序列對比結(jié)果中的保守區(qū)段構(gòu)建VIGS載體,根據(jù)目標(biāo)序列合成30條引物。
1.2.2? VIGS載體構(gòu)建利用合成的30條引物在高保真PCR聚合酶(PV2)的作用下進(jìn)行PCR,以獲取克隆目標(biāo)序列。擴(kuò)增結(jié)果經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測發(fā)現(xiàn)條帶單一,而后參考Axygen產(chǎn)品說明書純化回收目的片段,同時用BamHⅠ/XhoⅠ對pTRV2-ve質(zhì)粒進(jìn)行雙酶切后,獲得線性化載體,將純化回收的目的片段和pTRV2-ve線性化載體在重組酶作用下進(jìn)行重組連接。酶連后轉(zhuǎn)入大腸桿菌并進(jìn)行菌液涂布試驗,37? ℃溫育過夜。挑取平板中的單菌落,電泳鑒定陽性克隆,提取質(zhì)粒進(jìn)行測序和酶切驗證。用驗證正確的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌GV3101感受態(tài)細(xì)胞,參照農(nóng)桿菌GV3101使用說明方法,挑取菌落培養(yǎng)在YEP液體培養(yǎng)基(25 mg/L利福平+50 mg/L 卡那霉素+25 mg/L 慶大霉素)中,取1 μL培養(yǎng)菌液進(jìn)行PCR鑒定后分別擴(kuò)繁。
1.2.3? 農(nóng)桿菌接種體系構(gòu)建制備LB培養(yǎng)基(50 μg/mL 利福平+50 μg/mL卡那霉素),將構(gòu)建成功的含病毒載體pTRV1、pTRV2、pTRV2-NtPMT、pTRV2-NtA622、pTRV2-NtBBL和pTRV2-NtMYB305a的農(nóng)桿菌菌株分別接種到LB培養(yǎng)基中,28 ℃、200 r/min恒溫培養(yǎng)24 h,用分光光度計調(diào)整菌液濃度(D600 nm)為0.8~1.0,用pTRV1分別與pTRV2、pTRV2-NtPMT、pTRV2-NtA622、pTRV2-NtBBL 和pTRV2-NtMYB305a等體積混合,取混合液50 mL轉(zhuǎn)入離心管中高速離心,棄上清液,而后加入等體積的農(nóng)桿菌浸染緩沖液(50 mmol/L氯化鈉、50 mmol/L 2-嗎啉乙磺酸、0.1 mmol/L乙酰丁香酮)中。避光2 h后,用1 mL注射器吸取含病毒載體的浸染液對6葉1心煙苗采用注射接種法浸染,注射部位為煙株嫩葉背面,主脈左右,避開支脈,每株煙苗注射左右對稱的2張葉片,每張葉片注射面直徑約1 cm。
1.3? 試驗設(shè)計
試驗共設(shè)置6個處理,處理如下:CK,不注射煙株;CK1空載,注射接種含pTRV2的侵染液(空載體對照);T1,注射接種含pTRV2-NtA622的侵染液;T2,注射接種含pTRV2-NtPMT的侵染液;T3,注射接種含pTRV2-NtBBL的侵染液;T4,注射接種含pTRV2-NtMYB305a的侵染液。每個處理選取10株長勢均勻一致的煙苗進(jìn)行注射接種,每株煙苗接種4 mL。其他盆栽管理措施保持一致。
1.4? 測定指標(biāo)
1.4.1? 目的基因相對表達(dá)量的測定分別在接種后15 d取各處理煙株根部不定根,用清水洗凈后用脫脂棉吸干水分,充分消毒后經(jīng)液氮冷凍,取3份樣品作生物學(xué)重復(fù)。樣本按照RNA試劑盒提取總RNA,反轉(zhuǎn)錄cDNA,根據(jù)選取的靶片段序列設(shè)計擴(kuò)增引物(表2)。參照Quant qRT-PCR kit(S Y B RGreen) (TIANGEN公司)使用說明,在Quant Studio Tnl 6 Flex熒光定量PCR儀(ABI公司)上進(jìn)行各目的基因的qRT-PCR檢測,以煙草26S rRNA為內(nèi)參基因,作3次技術(shù)重復(fù)。根據(jù)檢測結(jié)果中的CT值,采用2-ΔΔCT法分析各目的基因的相對表達(dá)量。以對照組CK基因表達(dá)量為1,沉默效率的計算公式如下:沉默效率=(1-試驗組相對基因表達(dá)量)×100%。
1.4.2? 煙堿含量的測定同時取新生葉片作殺青樣,每個處理取3份樣品作生物學(xué)重復(fù),將烘箱溫度升至105 ℃后,放入葉片樣品殺青30 min,然后將烘箱溫度調(diào)至60 ℃,使葉片充分脫水并烘干至恒定干重,去除主脈、支脈,研磨過60目篩,采用連續(xù)流動化學(xué)分析儀(AA3,德國Seal公司)測定煙堿含量。煙堿含量降低率的計算公式:降低率=(對照組煙堿含量-試驗組煙堿含量)/對照組煙堿含量×100%;
沉默效率對煙堿含量降低的貢獻(xiàn)度計算公式:貢獻(xiàn)度=煙堿含量降低率/基因沉默效率。
1.5? 數(shù)據(jù)分析
用Excel 2010、DPS 7.05軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,用Duncans新復(fù)極差法比較不同處理間各種指標(biāo)之間的差異。
2? 結(jié)果與分析
2.1? VIGS載體的構(gòu)建
2.1.1? 目標(biāo)序列的克隆將基因NtPMT、NtA622、NtBBL、NtMYB305a序列通過引物合成、PCR方法融合并克隆入載體pTRV2-ve。根據(jù)目標(biāo)序列合成30條引物,通過PCR獲取克隆目標(biāo)序列,克隆鑒定每個載體的2個條帶,結(jié)果見圖1。對PCR產(chǎn)物進(jìn)行膠回收,回收產(chǎn)物的驗證結(jié)果見圖2。
2.1.2? 載體的重組連接用BamHⅠ/XhoⅠ處理pTRV2-ve質(zhì)粒,進(jìn)行膠回收,在重組酶的作用下將目標(biāo)序列克隆的膠回收產(chǎn)物進(jìn)行重組連接。重組后轉(zhuǎn)化大腸桿菌并進(jìn)行涂布試驗,每個基因隨機(jī)挑選2個陽性菌進(jìn)行驗證,結(jié)果見圖3,提取驗證正確的質(zhì)粒測序并進(jìn)行酶切驗證,結(jié)果見圖4。
2.1.3? 轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌將測序正確的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌GV3101感受態(tài)細(xì)胞,轉(zhuǎn)化后取1 μL培養(yǎng)菌液進(jìn)行PCR鑒定,結(jié)果見圖5。檢測引物(位于目的片段插入位置的上、下游)序列:TRV-F,5′-CATTAGCGACATCTAAATAGG-3′;TRV-R,5′-AACCTAAAACTTCAGACACG-3′。
2.2? 各處理的基因沉默效率分析
由圖6可知,在接種后15 d,各基因在CK與CK1中的相對基因表達(dá)量差異不顯著,各處理對應(yīng)的基因相對表達(dá)量與CK、CK1相比均表現(xiàn)下調(diào),且與CK間差異顯著。相較于CK,T1處理沉默NtA622基因后,NtA622基因的相對表達(dá)量最高,與其他處理差異顯著,基因沉默效率最低,為26.54%。
T2處理沉默NtPMT基因后,NtPMT基因的相對表達(dá)量最低,沉默效率最高,為55.23%,與T1、T4處理差異顯著。T3處理沉默NtBBL基因后,沉默效率為50.78%,與T2處理間差異不顯著。根據(jù)各處理基因相對表達(dá)量結(jié)果,沉默效果較好的是T2、T3處理。
2.3? 沉默后相關(guān)基因表達(dá)量差異分析
由圖7-a可知,在T1處理下對NtA622基因進(jìn)行沉默后,與CK相比,NtPMT、NtMYB305a基因的相對表達(dá)量下調(diào),且差異顯著,NtBBL基因的相對表達(dá)量上調(diào),但差異不顯著。NtPMT、NtBBL、NtMYB305a基因之間相對表達(dá)量差異顯著,相對基因表達(dá)量較高的是NtBBL基因,相對基因表達(dá)量較低的是NtPMT基因。
由圖7-b可知,在T2處理下對NtPMT基因進(jìn)行沉默后,NtA622、NtBBL、NtMYB305a基因的相對表達(dá)量與CK間差異顯著,NtA622基因的相對表達(dá)量上調(diào),NtBBL、NtMYB305a的相對表達(dá)量均下調(diào)。在T2處理下,NtPMT、NtBBL、NtMYB305a基因之間相對表達(dá)量均存在差異,相對基因表達(dá)量較高的是NtA622基因,相對基因表達(dá)量較低的是NtMYB305a基因。
由圖7-c可知,在T3處理沉默NtBBL基因后,相較于對照組CK,NtA622基因的相對表達(dá)量上調(diào),NtMYB305a基因的相對表達(dá)量下調(diào),均差異顯著,NtPMT基因的相對表達(dá)量變化不大,差異并不顯著。NtA622、NtBBL、NtMYB305a在T3處理中的相對表達(dá)量均差異顯著,相對表達(dá)量較高的是NtA622基因,相對表達(dá)量較低的是NtMYB305a基因。
由圖7-d可知,T4處理沉默NtMYB305a基因后,NtA622、NtPMT、NtBBL基因的相對表達(dá)量均下調(diào),且與CK差異顯著。但在T4處理中,NtA622、NtPMT、NtBBL基因相對表達(dá)量的差異并不顯著。
2.4? 沉默后各處理煙堿含量的變化
煙葉煙堿含量是沉默目的基因后的最終結(jié)果,由圖8可知,接種后15 d,各處理的煙堿含量較CK、CK1都有不同程度的下降。CK、CK1的煙堿含量變化無明顯差異,其他處理的煙堿含量均與CK差異顯著,其中煙堿含量降低最多的是T3處理,煙堿含量為0.50%,降幅為39.34%;其次為T2處理,煙堿含量為0.60%;煙堿含量降低最少的是T4處理,煙堿含量為0.78%,降幅為10.82%。
2.5? 各處理沉默效率對煙堿含量降低的貢獻(xiàn)度分析
由圖9可知,T2處理的基因沉默效率最高,顯著高于T1、T4處理,但與T3處理對應(yīng)基因的沉默效率間差異不顯著。各處理對應(yīng)的煙堿含量有顯著差異,其中煙堿含量降幅最高的是T3處理,顯著高于其他處理。T3處理的沉默效率對煙堿含量降低的貢獻(xiàn)度最高,為0.775,T4處理的沉默效率對煙堿含量降低的貢獻(xiàn)度最低,為0.307;基因沉默效率與煙堿含量降低率越高,說明對煙堿含量降低的貢
獻(xiàn)度越大,兩者成正比關(guān)系。
3? 討論
烤煙煙堿含量過高的問題一直是工業(yè)企業(yè)原料配方不適配、可用性低的重要影響因素,其中烤煙上部葉煙堿含量偏高的問題尤為突出。在烤煙大田生產(chǎn)中,常常通過調(diào)整移栽期、種植密度、打頂高度、留葉數(shù)、氮肥施用量等[18-19]栽培措施調(diào)控?zé)?/p>
堿含量,但往往與烤煙形成的品質(zhì)互相矛盾。任夢娟研究發(fā)現(xiàn),用嫁接技術(shù)對煙草進(jìn)行換根,可顯著降低煙堿生物合成,生產(chǎn)無煙堿或煙堿水平極低的煙葉[20],但煙堿含量過低的煙葉勁頭小、香氣量少、煙氣淡而無味且無法滿足工業(yè)需求[21]。馮吉等利用CRISPR/Cas9技術(shù)對煙堿合成和轉(zhuǎn)運的5個基因進(jìn)行基因編輯,獲得4種低煙堿純合基因型T2代煙草植株[22],但該技術(shù)存在易脫靶、無法對多拷貝基因編輯問題。張明月利用RNA干擾技術(shù)調(diào)控?zé)焿A合成,但只是通過PMT基因的沉默來進(jìn)行研究,載體單一[23]。
本研究利用生物學(xué)技術(shù)調(diào)控?zé)焿A生物合成,通過大量文獻(xiàn)調(diào)研,篩選出煙堿合成中的3個關(guān)鍵基因(NtPMT、NtA622、NtBBL)與1個轉(zhuǎn)錄因子NtMYB305a。通過基因序列比對,選擇基因保守片段作為靶序列,通過PCR克隆沉默目標(biāo)序列,重組連接載體,獲得正確的質(zhì)粒,并用該質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌,成功構(gòu)建了基于VIGS技術(shù)的4個基因沉默載體,利用4個載體成功沉默了相應(yīng)基因,降低了葉片中的煙堿含量。
煙堿生物合成是代謝途徑中多基因共同作用的結(jié)果[24-25],降低合成過程中關(guān)鍵基因的表達(dá)量,可以降低葉片中的煙堿含量。本研究結(jié)果表明,利用VIGS技術(shù)體系對煙堿合成關(guān)鍵基因的沉默是有效的。各處理沉默后對應(yīng)基因相對表達(dá)量均顯著降低,其中T2處理沉默NtPMT基因后,其相對基因表達(dá)量降低得最多,沉默效率最大,為55.23%;T3處理沉默NtBBL基因后,沉默效率為50.78%,兩者差異并不顯著。在本研究建立的VIGS體系下,各處理沉默對應(yīng)基因均得到明顯的沉默效果,但相互之間的沉默效果均存在差異,這與郭玉鴿等的研究結(jié)果[26]相似。其中以NtPMT、NtBBL基因的沉默效率較高。
在本研究中,各處理沉默相應(yīng)基因后,不僅表現(xiàn)出對應(yīng)基因表達(dá)量的下調(diào),同時對本研究中其他基因的相對表達(dá)量也有影響,這與郭玉鴿等的研究結(jié)果[16]相似。T1處理沉默基因NtA622后,NtPMT、NtMYB305a基因的相對表達(dá)量下調(diào);T2處理沉默NtPMT基因后,NtA622的相對表達(dá)量上調(diào),NtBBL、NtMYB305a基因的相對表達(dá)量下調(diào);前人研究發(fā)現(xiàn),A622參與所有生物堿合成所需的煙酸衍生物前體的形成,同時參與吡啶環(huán)、吡咯環(huán)的縮合反應(yīng)[9]。而在PMT抑制表達(dá)的植株中,煙堿合成所需的N-甲基吡咯啉陽離子的豐度降低,而煙酸衍生的吡啶環(huán)代謝物的積累增多[27],這可能是因為這些基因的功能不同,所參與的代謝物質(zhì)形成具有相互調(diào)節(jié)作用。T3處理沉默NtBBL基因后,NtPMT基因表達(dá)量差異不顯著,NtMYB305a基因表達(dá)量下調(diào),NtA622基因表達(dá)量上調(diào)。前人研究發(fā)現(xiàn),BBL蛋白參與煙堿形成的最后階段,BBL的作用階段在吡啶環(huán)和 N-甲基-吡咯環(huán)起始縮合之后[28],而PMT基因主要作用是催化腐胺能夠生成S-腺苷甲硫氨酸、N-甲基腐胺[5],所以當(dāng)NtBBL基因沉默后,并不會太影響NtPMT的表達(dá),而NtA622基因表達(dá)上調(diào),原因是可能存在煙堿合成的次要途徑,不涉及BBL活動[29]。T4處理沉默NtMYB305a基因后,NtA622、NtPMT、NtBBL基因的相對表達(dá)量均下調(diào)。前人研究發(fā)現(xiàn),NtMYB305a對NtA622,NtPMT,NtBBL基因的表達(dá)具有調(diào)節(jié)作用[30],在茉莉酸信號途徑中,可能還存在其他未知的調(diào)控因子與NtMYB305a共同參與調(diào)控?zé)焿A代謝功能基因的表達(dá)[31]。
煙堿含量是葉片中重要組成成分,也是本研究中不同沉默載體的直接作用結(jié)果。結(jié)果表明,各處理的煙堿含量均降低,且差異顯著。各處理基因沉默后對應(yīng)基因表達(dá)量趨勢與煙堿含量變化趨勢基本一致,其中煙堿降低最多的是T3處理,降低率達(dá)到39.34%。分析各處理基因沉默效率與煙堿降低率的關(guān)系時,貢獻(xiàn)度可以表示不同的沉默效率對煙堿降低多少的影響,其中T3處理沉默NtBBL基因的沉默效率對煙堿降低的貢獻(xiàn)度最高,為0.775。
本研究建立的VIGS技術(shù)體系具有成本低、方法操作簡單等優(yōu)點[32],可有效沉默目標(biāo)基因的表達(dá),進(jìn)而達(dá)到葉片煙堿含量顯著降低的目的。有研究發(fā)現(xiàn),VIGS技術(shù)通過灌根接種法+葉部注射法對根部的特異表達(dá)基因沉默效率高達(dá)80%[33]。而本研究未采用灌根接種法,是考慮到煙堿是煙草特有化合物,對烤煙品質(zhì)十分重要,過高過低都會影響到烤煙品質(zhì)。下一步將繼續(xù)研究同時沉默不同目標(biāo)基因載體對煙堿含量的影響,以達(dá)到降低煙堿含量到適中的目的,以期用于大田生產(chǎn)實際提供理論基礎(chǔ)。
4? 結(jié)論
本研究建立的沉默NtBBL基因的VIGS體系能夠有效沉默目標(biāo)基因的表達(dá),基因沉默效率達(dá)50.78%,成功降低了葉片中煙堿含量,降低率達(dá)39.34%,并且該基因沉默效率對煙堿降低的貢獻(xiàn)度達(dá)0.775,為烤煙煙堿調(diào)控提供了新的思路與方法,對優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)具有一定理論與實際意義。
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