[发明专利]烟草尼古丁合成相关长非编码RNA基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因技术和植物学领域；本发明涉及调控烟草尼古丁合成相关的一个长非编码RNA基因，其功能作为microRNA的内源靶标模拟物(Endogenous Target Mimics,eTM)，参与烟草尼古丁合成基因的调控。

背景技术

烟草尼古丁的合成和转运受多个因素的调控，但在分子水平上，对尼古丁的合成代谢途径和转运的研究还未完全透彻。到目前为止，虽然已经鉴定和克隆出一些尼古丁合成途径中的关键基因，如QPT、PMT、MPO等(Dwey和Xie,2013,Phytochemistry；Sierro等,2014,Nature Communication)，但这些基因是否会被microRNA(miRNA)途径调控进而影响尼古丁的合成及尼古丁的含量尚不是很清楚。

内源靶标模拟物是具有抑制miRNA功能的长非编码RNA，该非编码RNA最早被Franco-Zorrilla研究组在拟南芥中发现(2007，Nature Genetics)，他们发现一个不编码蛋白的基因IPS1在磷酸盐饥饿的情况下被诱导表达。IPS1基因中的序列能够与拟南芥中的miR399的序列结合，结合后在miR399的切割位点处形成了一个环状凸起结构，因此IPS1基因无法被切割，但IPS1基因的表达却能将miR399隔绝起来。而miR399真正的靶标基因是PHO2，该基因对维持细胞内蛋白质的产生和降解的平衡及维持细胞的稳态和正常功能方面起着重要作用，因此该eTM对miR399的结合具有重要的生物学意义。内源靶标模拟物是否在尼古丁合成代谢中发挥作用未见报道。

利用miRNA及其对应的eTM调控尼古丁合成和转运途径相关的基因对于改良烟草尼古丁含量具有重要的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种烟草尼古丁合成相关长非编码RNA基因及其应用。该基因是一种抑制烟草尼古丁合成相关非编码miRNA功能的eTM基因(Nta-eTM27)

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种烟草尼古丁合成相关长非编码RNA基因，该基因的序列是SEQ ID NO：1。

进一步，本发明所述的基因的序列包含SEQ ID NO:1中的“TGCAAGAACACTAAACCAAAAATA”序列；

或者，该基因的序列是通过对SEQ ID NO:1中的“TGCAAGAACACTAAACCAAAAATA”序列进行碱基置换、增添或缺失而形成，所述碱基是指“A、T、C、G、U”中的任意一种。(其中“碱基置换、增添或缺失”，即“碱基置换、碱基增添、碱基缺失”是属于遗传学术语。)

本发明还提供了前述基因的用途，是用于调节烟草尼古丁合成量，以实现对烟草中烟碱含量的调控(将其用于调节烟草尼古丁合成关键基因QPT2的表达，以实现对烟草中烟碱含量的调控)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明取得的eTM序列可以有效绑定调控烟草尼古丁合成关键基因QPT2的miRNA(Nta-miRNAX27a)(图1、2)，同时获得实验证据证明此eTM的存在，其中烟草打顶处理后靶向尼古丁合成基因QPT2的miRNA Nta-miRNAX27a显著下调，QPT2基因显著上调，而可以绑定Nta-miRNAX27a的eTM基因(Nta-eTM27)显著上调(附图3-5)。已有研究表明eTM的大量表达可以大规模降解其绑定的miRNA(Wu等，2013，Plant Physiology)。本研究揭示了烟草eTM基因(Nta-eTM27)通过降解靶向尼古丁合成关键基因(QPT2)的miRNA(Nta-miRNAX27a)而达到调控尼古丁合成的遗传机制。本发明取得的eTM调控机制，将为烟草尼古丁合成途径关键基因所扮演的角色提供一个更加深入的理解，以便可以更好的改良烟草尼古丁含量性状。

附图说明

图1为Nta-miRNAX27a和靶基因QPT2的联配结果图；

图2为Nta-miRNAX27a和Nta-eTM27的联配结果图；

图3为Nta-miRNAX27a在不同处理(对照，打顶)后的相对表达结果图；图中显示，打顶处理之后，Nta-miRNAX27a表达量显著低于未处理对照组；

图4为QPT2在不同处理(对照，打顶)后的相对表达结果图；图中显示，打顶处理之后，QPT2的表达量显著高于未处理对照组。