过表达烟草乙烯响应因子NtERF115促进烟草尼古丁的生物合成

乙烯响应因子ERF是一类与植物抗逆相关的转录因子,该因子通过激活下游一系列抗逆应答基因的表达而提高植株的综合抗性.本研究前期通过烟草转录组表达谱分析,从茉莉素(JA)处理后的烟草BY-2(Nicotiana tabacum Bright Yellow-2)细胞系中,筛选出一个受JA诱导的转录因子基因NtERF115,属于IX亚组.采用RT-PCR技术获得NtERF115基因cDNA全长,并对其进行序列分析、蛋白结构功能预测以及相同或不同物种间NtERF115同源基因的进化树构建.进一步在烟草云烟87(YN87)植株中,过表达NtERF115并检测其对尼古丁合成的影响.结果表明:NtERF115核苷酸序列ORF为690bp,编码229个氨基酸;在过表达NtERF115转基因株系中,NtPMT1a和NtQPT2表达水平显著增加;与空载体转基因对照相比,过表达NtERF115使烟叶中尼古丁质量分数显著增加,平均提高了54.8%.该结果暗示,NtERF115基因可作为利用植物基因工程技术提高烟叶中尼古丁含量的分子工具,也为进一步揭示尼古丁合成的调控机制奠定了基础.