烟草倍半萜合酶基因NtTPS21的克隆及功能鉴定

作者：杨晴; 刘少华; 杨长青; 耿锐梅; 张钊; 刘东阳; 杨爱国^*; 李依婷^*

来源：中国烟草科学, 2022, 43(03): 39-46.

DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2022.03.007

• 烟草
• NtTPS21
• 倍半萜合酶
• β-石竹烯
• 青枯病抗性

萜类化合物在植物生长发育、胁迫响应以及抵御病原菌侵染过程中发挥重要作用，克隆烟草倍半萜合酶基因并研究其功能可为烟草萜烯合酶的功能鉴定及抗病育种提供理论依据。本研究从普通烟草红花大金元中克隆获得了一个倍半萜合酶基因NtTPS21，通过生物信息学分析、表达模式分析、酶学性质分析以及NtTPS21代谢产物的体外抑菌试验等方法，鉴定NtTPS21的生物学功能。结果表明，NtTPS21开放阅读框为1671bp，编码556个氨基酸，具有典型的萜类合酶催化活性位点，与拟南芥倍半萜合酶AtTPS21具有较高同源性。NtTPS21定位于核质中，能够被烟草青枯病菌感染诱导，且在青枯病抗病品种“岩烟97”中的表达水平显著高于感病品种“长脖黄”。NtTPS21能够以法尼基焦磷酸（FPP）为底物，催化合成倍半萜类化合物β-石竹烯，其代谢产物对烟草青枯病菌的生长具有显著抑制效果，以上结果说明NtTPS21基因及其代谢产物可能与烟草青枯病抗性相关。

• 单位
  中国农业科学院研究生院; 云南省烟草公司曲靖市公司; 中国农业科学院烟草研究所; 四川省烟草公司凉山州公司