烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶类似基因的克隆及其功能研究

利用同源克隆法从普通烟草(Nicotiana tabacum)红花大金元的cDNA中克隆到一个新基因NtGGPPSL(Geranylgeranyl pyrophosphate synthase-like),其编码区全长为813 bp.Blast结果显示该基因与林烟草(Nicotiana sylvestris)、绒毛状烟草(Nicotiana tomentosiformis)和番茄(Solanum lycopersicum)的GGPPS小亚基基因的相似度分别达到了99％、91％和82％,但其编码的蛋白质序列缺失了GGPPS小亚基的关键功能域"DDXXXXD",这表明NtGGPPSL基因的功能可能与GGPPS小亚基基因不同.为了深入研究NtGGPPSL基因的功能,通过实时荧光定量PCR (Real-time PCR)分析NtGGPPSL基因在普通烟草不同时期和器官中的表达差异.利用TRV病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系抑制本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中NtGGPPSL基因的表达,在成功沉默该基因之后,检测烟草中质体色素(新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a/b、β-胡萝卜素)含量的变化.结果显示,NtGGPPSL基因在茎和根中的表达量明显高于其他器官.与对照组相比,在NtGGPPSL基因沉默后,烟草叶片发生明显的褪绿现象,质体色素含量显著降低,表明该基因参与了叶绿素的合成,这为VIGS体系提供了一个可参考的指示基因,也为烟草的遗传改良和基因功能研究提供了理论依据.