烟草所研究揭示尼古丁代谢调控的新机制
近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能成分与综合利用创新团队揭示了转录因子NtMYB305a参与尼古丁代谢调控的分子机制。相关研究论文在线发表于《植物生理学（Plant Physiology）》杂志。
据张洪博研究员介绍，尼古丁是一种重要的天然生物碱，也是决定烟草商品价值的关键成分。源于植物尿素循环的腐胺是尼古丁合成的关键前体物，腐胺甲基转移酶PMT催化的甲基腐胺合成过程是尼古丁合成最关键的步骤。研究表明，PMT的基因表达受到启动子中一个被称作GAG的调控区段所操纵，该区段包含G-box、AT-rich和GCC-like三个顺式作用元件，与G-box和GCC-box-like元件互作的调控因子已经明确，但有关AT-rich元件的互作因子和调控机制还不清楚。
该团队通过酵母单杂交试验筛选到了结合GAG区段的调控因子NtMYB305a，并通过试验证明NtMYB305a可以特异识别并结合GAG区段中的AT-rich元件。试验还证明NtMYB305a可以一种不依赖G/C碱基的方式结合~30个碱基的特异DNA片段，揭示了MYB类转录因子与DNA顺式作用元件之间一种新的分子互作模式。研究证明NtMYB305a可以调控包括PMT基因在内的多个尼古丁代谢通路基因的表达以及烟草植株中的尼古丁合成水平，并能够与G-box结合蛋白NtMYC2a协同调控烟草的尼古丁代谢。该研究阐释了NtMYB305a转录因子调控烟草尼古丁代谢的生物功能与分子机制，对揭示尼古丁代谢的分子调控网络和推进烟草的生物育种具有重要意义。
烟草所博士研究生卞士权为论文第一作者，张洪博研究员为论文通讯作者。该研究得到中国农业科学院“青年英才计划”、中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金等项目资助,并得到云南省烟草农业科学研究院和弗吉尼亚大学的协助。（田田 供稿）
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