基于VIGS的不同表达载体混合接种对烤烟烟碱代谢的影响

来源：江苏农业科学杂志2025年第第3期北京时间：

作者：卜亚艇1;李伟2; 许燕彪2; 谢可2; 徐秉聪2; 吴剑平2; 叶性荣2; 周建军2; 祖琼瑶2; 杨再军3; 郑聪2; 徐世晓1

单位：1.河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002； 2.福建省烟草公司南平市公司浦城分公司，福建浦城 353400； 3.贵州省烟草公司遵义市公司余庆分公司，贵州余庆 564499

摘要：烟碱的代谢具有复杂的基因调控网络，其中众多基因间存在相互影响，为探究不同基因共同沉默后对烟碱代谢通路以及叶片烟碱含量的影响。使用前期构建的烟碱代谢途径中3个功能基因(NtA622、NtPMT、NtBBL)和1个调控基因(NtMYB305a)病毒载体，利用病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing，VIGS)技术依据基因在烟碱代谢中的作用性质和作用阶段，设置不同载体组合浸染液接种处理，测定各处理的基因相对表达量、酶活性、烟碱含量，系统分析目的基因沉默效率以及沉默后对其他基因表达的影响，并探究各处理的基因平均沉默效率对烟碱降低率的贡献度。结果表明，各处理沉默相应目的基因，会在一定程度上影响本研究中其他目的基因的表达，其中NtA622基因受影响较小，而NtPMT、NtBBL基因受影响较大；各处理烟碱含量均得到降低，其中D6处理4个基因共同沉默后烟碱含量降低幅度最大，PMT、BBL活性与烟碱含量趋势基本一致，A622活性与烟碱含量趋势不完全一致；基因平均沉默效率低于烟碱含量降低率越多，说明对烟碱降低的贡献度越大，基因平均沉默效率高于烟碱含量降低率越多，说明对烟碱降低的贡献度越小。由此可知，利用VIGS技术可有效沉默目的基因的表达，进而降低叶片中烟碱含量，其中4个基因共同沉默后，烟碱含量降低最多；在烟碱代谢途径上，NtA622基因相对较稳定，而NtPMT与NtBBL基因相对不稳定；PMT、BBL活性与烟碱含量趋势基本一致。本研究为烤烟烟碱的分子调控提供了理论和技术支撑。

关键词：VIGS;混合载体;烟碱;基因表达量;酶活性;基因平均沉默效率