[发明专利]一种烟草支链淀粉酶基因及其应用

说明书

本发明涉及一种烟草支链淀粉酶基因及其应用，碱基序列具体如SEQ ID NO.1所示。本申请中，通过对烟草支链淀粉酶的初步研究，发现其与烟草叶片中淀粉的合成代谢相关。在本氏烟草中将该基因沉默，烟草叶片中支链淀粉和总淀粉含量明显降低，支链淀粉降低44.4％，总淀粉含量降低24.4％。基于这一特性，可为烟叶品质调控、烟草新品种培育提供一定的应用基础和参考借鉴。

技术领域

本发明属于烟草基因工程技术领域，具体涉及一种烟草支链淀粉酶基因及其应用。

背景技术

烟草作为一种重要的经济作物，其品质和安全性一直是研究人员关注的重点。淀粉是烟草生长过程中积累的重要碳水化合物，广泛存在于烟草的茎叶中。成熟的鲜烟叶中淀粉含量高达40％左右，经调制后，大部分淀粉降解为还原糖，但仍有部分留在烟叶中。烟叶中淀粉含量的高低影响着烟叶的外观和内在品质以及卷烟的香吃味。一方面，以淀粉形态存在的糖类在烟支燃吸时会对烟气质量产生不良影响，影响烟丝的燃烧速度及其完全性，也影响阴然持火力；另一方面，淀粉在燃烧时会产生焦糊气味，破坏烟草燃吸时所形成的香味，影响卷烟香气质及吸味口感，同时使安全性下降。近年来，我国烤烟水平不断提高，但与进口烟相比在其内在的化学组成协调性等方面还存在着较大差异。目前，我国烤烟中淀粉含量(质量分数)约为4％～6％，而国外优质烤烟淀粉含量仅为1％～2％。

因此，烟草中影响淀粉含量的基因功能的研究将为烟叶品质改善、烟草品种遗传改良提供理论支持，对提高我国烟草产品品质具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟草支链淀粉酶基因及其应用，以解决现烤烟中淀粉含量过高的问题，从而为烟叶品质调控、烟草新品种培育奠定一定的基础。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种烟草支链淀粉酶基因，碱基序列具体如SEQ ID NO.1所示，含有2679个碱基，命名为NtGlgX。

进一步的，烟草支链淀粉酶基因的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，由952个氨基酸残基组成。

进一步的，烟草支链淀粉酶基因的PCR扩增制备方法，包括如下步骤：

(1)提取基因组，并反转录为cDNA备用；

(2)设计PCR扩增用引物，并进行PCR扩增，具体引物序列设计如下：

NtGlgX-F：5’-CGCAGCATCAGGGAAAGTC-3’，

NtGlgX-R：5’-AGAAGTATCTAATGTTTTGGACTCC-3’。

进一步的，在步骤(1)中提取基因组时，以烟草品种红花大金元叶片为样品。

上述任一项的烟草支链淀粉酶基因的应用，该基因表达的蛋白与植物叶片中淀粉含量相关，降低该蛋白表达后，叶片中淀粉含量明显降低。

进一步的，利用基因沉默技术、或者基因超表达方法，通过调节烟草支链淀粉酶基因的表达量，来调节控制烟叶中淀粉含量。

进一步的，通过转基因技术、瞬时表达技术或基因组编辑技术，构建含有烟草支链淀粉酶基因的病毒诱导沉默载体、RNAi干涉载体、超表达载体，转化烟草，筛选获得淀粉含量变化的烟草新品种。

具体例如：利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)的技术，干扰烟草支链淀粉酶基因的表达使其沉默，烟草支链淀粉酶基因沉默植株中淀粉含量显著下降，进而获得淀粉含量下降的植物新品种。

本发明的有益效果是：

本申请中，通过对特定烟草支链淀粉酶基因NtGlgX的初步研究，发现其与烟草淀粉含量高度相关，在将该基因沉默后，烟草中淀粉含量发生了明显降低。基于这一特性，可为烟叶品质调控、烟草新品种培育提供一定的应用基础和参考借鉴。