利用VIGS技术研究NtbHLH93基因在烟草甾醇代谢中的功能

为进一步研究烟草NtbHLH93基因的功能,利用病毒诱导基因沉默(Virus induced gene silence,VIGS)技术降低烟草中NtbHLH93基因的表达。通过测定pTRV2-NtbHLH93烟株中的甾醇含量,发现NtbHLH93基因表达下调后,总甾醇、豆甾醇、胆固醇和β-谷甾醇的含量显著降低。转录组测序发现NtbHLH93基因下调后,共有259个基因差异表达。对这些差异表达基因进行KEGG表达通路分析,发现质体萜类代谢2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-Methyl-D-Erythritol-4-Phosphate, MEP)途径中有两个基因(Niben101Scf00063g13014.1和Niben101Scf06249g03002.1)上调表达,这两个基因与MEP途径中的牻牛儿基牻牛儿基还原酶(Geranylgeranyl diphosphate synthases, GGPPS)基因序列高度相似,推测当甾醇合成代谢通路受阻后导致Niben101Scf00063g13014.1和Niben101Scf06249g03002.1基因上调表达。     

烟草根细胞原生质体的制备

根细胞是植物单细胞多组学研究的重要材料,烟草作为重要的模式生物之一,其根细胞原生质体的高效分离也越来越重要。为了获得产量和活性较高的烟草根细胞原生质体,以本氏烟草和栽培烟草K326为材料,采用酶解法制备了烟草根细胞原生质体,同时优化了影响原生质体分离纯化的酶解液组合、酶解时间和酶解渗透压等条件,并通过显微镜观察和台盼蓝染色鉴定其活性。结果表明：(1)以1.5%纤维素酶+1.5%果胶酶+0.4 mol/L甘露醇的酶解液组合,经过2h酶解、500 r/min离心10 min得到的根尖细胞原生质体产量和活性相对较高;(2)最终获得了活性大于70%、数量达到105数量级的较高质量烟草根原生质体。     

类受体蛋白激酶NtFERL对烟草质体色素含量的影响

为明确烟草NtFERL(FER-like gene)的生物学功能,同源克隆NtFERL基因并进行序列分析,同时采用病毒诱导的基因沉默(Virus induced gene silence, VIGS)方法在本氏烟草中对该基因进行功能分析。结果表明:NtFERL基因位于烟草第7号染色体上,无内含子,编码序列长2 670 bp,编码889个氨基酸。NtFERL与拟南芥FERONIA基因同源性较高,在核苷酸和氨基酸水平上的一致性分别为68.8%和71.1%。沉默NtFERL后,烟草叶色泛黄。质体色素含量分析显示,除新黄质外,叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素、叶黄素均显著降低,表明NtFERL可能对烟草色素含量起着正调控的作用。     

雪茄烟叶（BESNO H382）不同组织器官及盐胁迫条件下内参基因的筛选

为了筛选适用于雪茄烟叶（BESNO H382）基因定量研究的内参基因,以温室栽培条件下雪茄烟叶的不同组织器官（旺长期根、茎、叶,盛花期花萼、花冠、柱头、子房、雄蕊、雌蕊及种子）及不同盐处理条件下（300 mmol/L NaCl处理不同时间）的样品为材料,采用实时荧光定量PCR技术对从雪茄烟叶转录组数据中筛选到的10个候选内参基因进行分析,同时使用geNorm、NormFinder和BestKeeper等3种软件综合评价这些候选基因的表达稳定性。结果表明,RPL14A和UBC27最适合作为雪茄烟叶不同组织的内参基因;UBC28最适合作为雪茄烟叶不同盐处理条件下的内参基因。分别以UBC27、UBC28和RPL14A为内参基因考察了胁迫相关基因脯氨酸合成酶基因（P5CS）在盐胁迫下的表达情况,发现P5CS上调表达且相对3个内参基因的表达量和变化趋势均较为一致。      

基于非靶向代谢组学的片烟醇化进程判断及代谢物差异分析

为探究非靶向代谢物在烟叶醇化过程中的变化规律，利用基于GC-MS法的非靶向代谢组学技术对云南省3个产区（曲靖、红河和昆明）的上部和中部烟叶进行分析。结果表明：醇化过程中，烟叶中糖类、氨基酸类和多酚类物质相对含量逐渐下降，有机酸类物质相对含量逐渐升高。基于非靶向代谢物组成，烟叶醇化进程可分为3个阶段，云南上部和中部烟叶适宜醇化期分别为21～33个月和21～27个月。利用偏最小二乘判别分析（PLS-DA），筛选出醇化前期至醇化中期的差异代谢物共16种，主要富集在糖代谢通路中；醇化中期至醇化后期的差异代谢物共10种，主要富集在有机酸代谢通路中。