烤烟氮胁迫响应基因的筛选及氮胁迫分析

来源：江苏农业科学杂志2025年第第4期北京时间：

作者：潘宇琪;潘首慧;陈东;张新旺;许恬菊;陈风雷;黄莺

单位：1.贵州大学烟草学院，贵州贵阳 550025； 2.贵州省烟草品质研究重点实验室，贵州贵阳 550025； 3.贵州省烟草公司安顺市公司，贵州安顺 561000； 4.中国烟草总公司贵州省公司，贵州贵阳 550000

摘要：氮胁迫直接影响烤烟的生产与品质。为探究烤烟对于低氮、高氮胁迫作出的响应，利用RNA-Seq方法对打顶后的烤烟叶片进行分子机制研究。结果显示，在375个响应低氮胁迫的基因中，有240个基因表现出上调的特征，135个基因则出现了下调的情况；另外，在1 079个响应高氮胁迫的基因中，有691个基因表现出上调的特征，388个则出现了下调的情况。GO注释和KEGG显著性富集分析发现，氮信号主要对烤烟碳氮代谢、烟碱合成产生影响，筛选出氮代谢关键基因9个，碳代谢关键基因11个。低氮胁迫差异基因主要富集在各种转移酶活性及转运相关的囊泡等条目中，在低氮胁迫下，多种转移蛋白酶活性被抑制，能量转运减少；葡萄糖-1-磷酸转化被抑制，促使更多蔗糖合成，优先补偿碳代谢；L-天冬酰胺酶上调，天冬氨酸被更多地转化为天冬酰胺而非α-亚氨基琥珀酸，影响烟碱形成。高氮胁迫的差异基因主要富集到与光合作用相关的条目与通路，叶绿素a/b结合蛋白7、叶绿素a/b结合蛋白16及叶绿素a/b结合蛋白40基因和天冬氨酸转氨酶基因上调，直接或间接地促进CO2固定，更多的碳代谢产物被用于氮代谢中，使烤后烟叶中氮含量过度积累，碳氮代谢失衡；谷氨酰胺合成酶下调，氮更多地流向了烟碱形成途径而非氨基酸合成途径；查尔酮合酶1B基因下调，优先保证1-N甲基吡咯啉金翁的转化，促进烟碱形成。

关键词：烤烟;RNA-seq;氮胁迫;碳氮代谢