煙草在線據中國科學院網站報道 脂肪酸(Fatty acids,FA)代謝是植物生理代謝的主要組成部分,對植物的生長發育具有重要生理意義。在植物中,FA的生物合成通常發生在細胞的質體中,負責碳鏈延伸的脂肪酸合酶為β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)。中國科學院西雙版納熱帶植物園熱帶植物資源可持續利用重點實驗室以煙草為研究材料,利用RNAi介導的基因沉默,調查了KASI在煙草FA合成和植物發育過程中的作用。
研究發現煙草基因組有兩個KASI基因,分別命名為NtKASI-1和NtKASI-2。通過構建基因沉默載體轉化煙草,獲得RNAi轉基因植株。結果顯示:kasI-1 RNAi (NtKASI-1基因的沉默)轉基因植株有明顯的花斑葉和矮化現象,顯微鏡觀察到葉片花斑區域葉綠體發育異常,而且kasI-1 RNAi植株葉片的脂肪酸含量明顯下降;kasI-1/2 RNAi (NtKASI-2基因的沉默)轉基因煙草相對于野生型沒有明顯差異,葉片脂肪酸含量和成分均沒有顯著變化;而kasI-1/2 RNAi(NtKASI-1和 NtKASI-2基因的共沉默)轉基因煙草表現出比kasI-1 RNAi植株更嚴重的花斑葉和矮化表型,而且共沉默植株結實率降低甚至敗育,植株葉片的脂肪酸成分和含量均改變。這些結果說明煙草NtKASI-1和NtKASI-2存在部分的功能冗余,且NtKASI-1發揮著主要功能。
該研究結果以β-ketoacyl-acyl Carrier Protein Synthase Ι (KASI) Plays Crucial Roles in the Plant Growth and Fatty Acids Synthesis in Tobacco為題,發表在《國際分子科學雜志》(International Journal of Molecular Sciences)上。該研究得到了國家重點技術研發計劃(2015BAD15B02)、國家自然科學基金(31401421和31501034)等項目的資助。
煙草KASI基因沉默引起葉片花斑和葉綠體發育異常
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篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察