NtJAZ1基因敲除对烤烟Y2001烟碱合成和腺毛发育的影响

烟碱合成和腺毛发育与烟草品质和抗性密切相关,二者受茉莉酸信号的调控。JAZ1是茉莉酸信号途径中关键的负调控基因,为明确NtJAZ1基因敲除对烟碱生物合成、腺毛发育和分泌物积累的影响,采用CRISPR/Cas9技术对烤烟Y2001中的NtJAZ1进行编辑,获得了纯合突变株系HN。与Y2001相比,HN烟苗生长发育无明显差异,叶面腺毛密度降低,但腺头发育完善且比Y2001饱满,腺毛分泌物组分和含量(质量分数)无显著差异。烟苗叶片的烟碱含量提高19.38%,根系烟碱含量提高30.85%,根系中烟碱合成相关基因NtMYC2a、NtMYC2b、NtPMT和NtQPT的表达量极显著增加,烟苗对蚜虫抗性显著增强。NtJAZ1基因敲除虽然对烟腺毛发生有一定影响,但对腺头发育和分泌物合成有明显促进作用,可在不影响叶面分泌物组分和含量的基础上提高烟碱含量和对蚜虫的抗性。因此,NtJAZ1基因是改良烟草品质和抗性的重要靶点之一。