[发明专利]烟草细胞色素C基因NtCYP94B3s及对提高烟草茉莉酸含量的应用

说明书

烟草细胞色素C基因NtCYP94B3s及对提高烟草茉莉酸含量的应用，所述的烟草细胞色素C基因NtCYP94B3s的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1所示；或者与序列表SEQ ID No：1限定的DNA序列杂交的核苷酸序列；或者与序列表SEQ ID No：1限定的DNA序列具有70％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列。本发明中，在烟草植株内抑制烟草内源基因NtCYP94B3s的表达，会使烟草烟叶的JA及JA‑IIe含量明显提高，在植物高JA及JA‑IIe含量育种领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于遗传工程技术领域，具体涉及一种烟草细胞色素C基因NtCYP94B3s的应用。

背景技术

在自然界中，植物经常遭受各种生物和非生物胁迫，包括寒冷，干旱，盐胁迫和食草动物侵袭。植物防御食草动物的策略有两种，一种称为间接防御，是通过释放有机物来诱引食草动物的天敌、干扰昆虫对食物的识别；另一种是直接防御，植物产生可诱导的次生代谢产物来影响掠食者的生存，其中包括二十二碳酰亚精胺(DCS)，17-羟基香叶壬二醇二萜糖苷(HGL-DTG)，苯丙胺。

当植物受到草食动物侵袭时，会诱导内源性茉莉酸(JA)产生。前人研究发现植物可以识别昆虫的口腔分泌物(OS)中存在的一些特殊物质，例如脂肪酸-氨基酸结合物(FACs)。当植物受到M.sexta侵袭时，JA水平在5至60分钟内升高。沉默掉减毒猪笼草中的两个功能性冗余酶JASMONATE-RESISTANT44(JAR4/6)，植物更容易受到草食动物的攻击，并且一些次生代谢产物(例如TPI和尼古丁含量)在irjar4/6突变体植株中降低。因此，激素JA在抵抗食草动物中起着至关重要的作用。

JAs是由磷脂酶释放的亚麻酸(C18：3)合成的，并通过三种酶13-hy-droperoxyliolenicic(13-LOX)，烯化氧合酶(AOS)和异戊烯在氧化环化酶(AOC)催化下进一步环化为12-氧代-植物二烯酸(OPDA)。OPDA在过氧化物酶体中转化为JA。接下来，JA与异亮氨酸通过JAR酶催化缀合产生具有生物活性的JA-Ile。在较低的JA-Ile水平下，下游受调控基因被JASMONATE-ZIM-DOMAIN(JAZ)阻遏物抑制。逆境胁迫条件会引起JA-Ile水平升高，JA-Ile与SCF_COI1的一部分F-box蛋白coronatine-insensitive1(COI1)相结合，并导致26s蛋白酶体降解JAZ阻遏物。阻遏物的降解释放出目标基因，例如bHLH家族成员MYC2及其同源物MYC3，MYC4，MYC5可以激活植物防御反应相关基因的转录。

之前的研究已经鉴定了许多JA化合物。在JAR的介导下，JA甲基转移酶(JMT)分别催化JA到JA-Ile，MeJA。JA还可以被2-氧戊二酸/Fe(II)依赖性加氧酶(JOX)羟化为12-OH-JA。12-OH-JA可以进一步转化为12-OH-Glc-JA或12-OH-HSO4-JA。

本发明鉴定了来自烟草的CYP94B3s基因。同时沉默NtCYP94B3s基因验证其功能。在沉默NtCYP94B3的植物中，JA-Ile的含量提高，而12-OH-JA-Ile的含量与野生型相比显着下降。JA含量的提高可以有助于植物的抗虫、抗逆，这对某些农作物来说非常有价值。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种烟草细胞色素C基因NtCYP94B3s，第二目的在于提供所述的烟草细胞色素C因NtCYP94B3s对提高烟草JA的应用。

本发明的第一目的是这样实现的：