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利用VIGS技术研究NtbHLH93基因在烟草甾醇代谢中的功

能

武明珠;罗朝鹏;曹培健;杨军;刘瑞霞;王中;郑庆霞;张剑锋;李泽锋;谢小东;魏攀;李锋

【摘要】为进一步研究烟草NtbHLH93基因的功能,利用病毒诱导基因沉默(Virus

inducedgenesilence,VIGS)技术降低烟草中NtbHLH93基因的表达.通过测定

pTRV2-NtbHLH93烟株中的甾醇含量,发现NtbHLH93基因表达下调后,总甾醇、

豆甾醇、胆固醇和β-谷甾醇的含量显著降低.转录组测序发现NtbHLH93基因下

调后,共有259个基因差异表达.对这些差异表达基因进行KEGG表达通路分析,发

现质体萜类代谢2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-Methyl-D-Erythritol-4-

Phosphate,MEP)途径中有两个基因(Niben101Scf00063g13014.1和

Niben101Scf06249g03002.1)上调表达,这两个基因与MEP途径中的牻牛儿基牻

牛儿基还原酶(Geranylgeranyldiphosphatesynthases,GGPPS)基因序列高度相

似,推测当甾醇合成代谢通路受阻后导致Niben101Scf00063g13014.1和

Niben101Scf06249g03002.1基因上调表达.%Tostudythefunctionof

NtbHLH93,virus-inducedgenesilencing(VIGS)wasusedtodownregulate

NtbHLH93expressionintobacco.TheresultsshowedthatwhenNtbHLH93

expressionwasdownregulated,thecontentsoftotalsterol,stigmasterol,

cholesterolandβ-sitosterolsignificantlydecreasedinpTRV2-NtbHLH93

tobaccoseedlings.Transcriptomesequencingrevealedthattherewere259

differentiallyexpressedgenesinNtbHLH93expressiondownregulated

tobaccoseedlings.KEGGpathwayanalysisindicatedthattwogenes

(Niben101Scf00063g13014.1andNiben101Scf06249g03002.1)were

upregulatedinMEP(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate)pathway,a

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terpenoidmetabolismpathwayinplastids.Thesequencesofthetwo

geneswerehighlysimilartogeranylgeranyldiphosphatesynthases(GGPPS)

geneinMEPpathway,whichsuggestedthattheupregulationof

Niben101Scf00063g13014.1andNiben101Scf06249g03002.