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烟草(Nicotianan tabacum)是我国主要种植的经济作物之一,在国民经济中占有十分重要的地位。烟碱是烟草中特有的一类生物碱,广泛应用于医学、化工和生物农药等领域,其含量也是烟叶质量的重要影响因素。培育高烟碱含量烟草和适宜烟碱含量的优良品种已成为烟草产业可持续发展亟需解决的问题,而阐明烟碱性状遗传基础及其调控的分子机制是实现这一目标的重要基础。近年来,茉莉酸信号传导途径中的关键调控因子MYC2类转录因子,被证明与烟碱的合成相关。因此,本文从烟草实验室已构建的烟草转录组数据库中筛选到1个与烟碱合成代谢途径相关的MYC2转录因子基因EST序列,克隆其cDNA全长,并分析其在不同烟碱含量杂种优势组合中的差异表达和单核苷酸多态性(SNP)情况,以期为烟草品质改良和烟碱杂种优势利用奠定基础,研究结果如下:1、2016年和2017年连续两年的烟碱含量杂种优势表现表明,VA116×巴斯玛为强优势组合,VA116×GDH88为弱优势组合。查阅相关文献资料,结合已构建的烟草转录组数据库中差异表达基因分析,筛选到目标转录因子基因MYC2。以该基因的EST序列为基序,采用PCR方法克隆其cDNA全长序列,命名为NtMYC2s。该基因全长2633 bp,开放阅读框为2046 bp,编码681个氨基酸,属于bHLH家族成员。系统进化树分析表明其与拟南芥、菊苣、牵牛花、大豆等植物的MYC2类转录因子具有同源性,且与茄科作物番茄和辣椒的MYC2同源性最高,亲缘关系最近。2、实时荧光定量PCR分析发现,NtMYC2s基因在打顶后1周的烟叶中和烟株根部大量表达,推测其可能是烟碱合成的正向调控因子;NtMYC2s在同时期的表达量显著高于5个关键酶基因,且不论是在根部还是叶片中,都大量表达,其相对表达量在亲本的40倍以上;但在弱优势组合材料中,NtMYC2s在同时期的表达量要低于在强优势组合中的表达量,在叶片中表达量较低,甚至低于双亲平均值。在打顶前1周,NtMYC2s的相对表达量与QPT、MPO基因相对表达量间极显著正相关,其相关性系数分别为0.97**和0.95**;与ODC相对表达量显著性相关,相关性系数为0.86*;与PMT和ADC相关性不显著,其相关系数分别为0.74和0.79。在打顶后1周,NtMYC2s的相对表达量与ADC、PMT和MPO相对表达量间呈极显著正相关,其相关性系数分别为0.93**、0.93**和0.99**;与ODC显著性正相关,相关系数为0.89*;与QPT相关性不显著,相关系数为0.72。NtMYC2s的表达量与某些关键酶基因的表达量间的相关性在打顶前后相差较大,推测该转录因子很可能与关键酶基因特异性结合,从而发挥调控作用,但这种特异性结合并不是直接和某个关键酶基因结合,这些关键酶基因之间还可能存在互作效应或者竞争性结合NtMYC2s转录因子的情况。3、利用MEGA6和Dna SP 5.0对10个样本基因型个体的NtMYC2s基因序列进行SNP检测,共挖掘到39个SNP位点,SNP频率为1/71,其中,发生在内含子区域的SNPs最多;外显子15个SNPs中,有11个同义突变,4个错义突变;分析SNPs在不同材料中的分布情况发现,杂交种单个材料的SNPs多于其亲本,但总的SNP位点数却少于亲本的SNPs总数;在4个发生错义突变的位点中,有3个发生在杂交种中,其中强优势组合Va116×巴斯玛有2个,弱优势组合Va116×GDH88中有1个,另一个位于强优势组合亲本之一的巴斯玛中。研究结果为开展基于该MYC2基因内部SNP的关联分析奠定了基础。