荫生烟草NuTPS2814基因的克隆及其青枯病菌抗性分析OA

为挖掘荫生烟草中参与芳樟醇生物合成的关键基因,并解析其在青枯病抗性中的功能,采用同源克隆法克隆了芳樟醇合成相关基因NuTPS2814,通过生物信息学分析、基因表达模式分析、酶学性质分析系统解析了该基因的功能,并利用体外抑菌试验和烟苗处理抗性试验,探究了NuTPS2814代谢产物对烟草青枯病菌的抑制效果。结果表明,NuTPS2814编码蛋白与芳樟醇合成酶蛋白序列具有较高的相似性,并含有萜类合酶催化活性中心DDxxD和NDIxSxxxE结构域。NuTPS2814与拟南芥香叶基芳樟醇合酶AtTPS04在系统进化树中聚为同一簇。在不同类型烟草种质资源的表达分析发现,NuTPS2814基因可能在荫生烟草中特异性表达。异源合成的NuTPS2814可以催化香叶基焦磷酸(GPP)合成芳樟醇,表明其具有单萜合酶的活性。NuTPS2814代谢产物对烟草青枯病菌GD具有显著的抑制效果,其最小抑菌浓度为100 mg/L,最小致死浓度为400 mg/L,且其抑制强度随NuTPS2814代谢产物浓度的升高而增强。利用NuTPS2814代谢产物预处理烟草幼苗可以显著增强烟苗的青枯病抗性。综上,NuTPS2814基因是在荫生烟草中特异表达的一个芳樟醇合成基因,其代谢产物在烟草青枯病菌抗性中发挥重要作用。