寡聚核苷酸介导的基因突变技术创制抗除草剂烟草新种质

作者：谢宇峰; 秦利军^*

来源：广西植物, 2022, 42(09): 1551-1560.

• 烟草
• ALS基因
• 除草剂抗性
• 氯磺隆
• OMM技术

为进一步优化烟草(Nicotiana tabacum)品种‘K326’的种质，该研究采用寡聚核苷酸介导的基因突变(oligonucleotide-mediated mutagenesis, OMM)技术，利用植物中支链氨基酸合成途径中第一个关键酶——乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase, ALS)突变后烟草对氯磺隆除草剂不敏感且产生抗性的特征，以及NCBI报道的ALS基因序列同源克隆了烟草品种‘K326’中的ALS基因，并根据ALS基因序列设计用于定点突变的RNA/DNA嵌合体，导入烟草品种‘K326’创制对氯磺隆除草剂具有抗性的烟草新种质。结果表明：(1)烟草品种‘K326’具有2条ALS基因，即ALS SuRA和ALS SuRB,大小分别为2 004 bp和2 010 bp。(2)根据2个基因的保守位点ALS SuRA 588脯氨酸位点和ALS SuRB 1719色氨酸位点设计用于ALS基因核苷酸第588位点的Chl-588嵌合体和第1719位点的Chl-1719嵌合体。(3)利用基因枪成功将这2个片段导入烟草愈伤组织，愈伤组织依次经抗性芽分化和生根，共获得氯磺隆抗性植株22株。(4)抗性植株ALS酶活性测定显示，8株抗性植株具有较强的活性，进一步对抗性植株中跨突变位点保守扩增、测序，最终确定有2株(f11和b18)分别在588、1719位点产生定点突变。综上认为，该研究在获得烟草品种‘K326’抗氯磺隆新种质同时，也为培育抗性烟草新种质提供了理想的亲本材料。

• 单位
  生命科学学院; 贵州大学