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烟草糖酯合成新基因被发现

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  近日,中国农业科学院烟草研究所烟草遗传育种创新团队研究发现了一个参与烟草糖酯合成的新基因NtALS1,为烟草品质性状改良提供了新途径。相关研究成果在线发表在《植物(Planta)》上。

  

  据常爱霞副研究员介绍,糖酯是烟草重要的致香前体物,主要在腺毛中合成,其降解产物对烟叶香气品质的形成具有重要贡献。因此,深入挖掘、鉴定糖酯合成及调控基因,对通过分子手段提升烤烟糖酯含量、改善烤烟香气品质具有重要意义。糖酯主要由C2~C12的酰基链(支链或直链脂肪酸)与蔗糖或葡萄糖骨架上的羟基酯化而成。糖酯的酰基链合成主要来自于支链氨基酸代谢途径,而乙酰乳酸合酶是支链氨基酸代谢途径中的关键酶。

  该研究从栽培烟草中克隆了3个乙酰乳酸合酶基因,分别命名为NtALS1、NtALS2和NtALS3,其中NtALS1未见报道,属于新鉴定的ALS基因。研究发现,NtALS1在烟草腺毛腺头中特异表达,其蛋白主要在叶绿体中发挥功能,NtALS1基因敲除后,突变体中糖酯含量显著低于野生型对照,说明NtALS1参与烟草腺毛中糖酯的合成。研究还发现NtALS1来源于祖先种绒毛状烟草,而不是林烟草、茄科作物中与NtALS1聚为一类的乙酰乳酸合酶,可能均为腺毛特异高表达并参与糖酯合成。(通讯员 鞠晓晖)

  原文链接:https://doi.org/10.1007/s00425-020-03418-x

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