VIGS介导的NtHD20基因沉默促进烟草腺毛发生

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250792

摘要/Abstract

摘要：

本研究以8306野生型株系（WT）、纯合编辑株系（KD）和过表达株系（OE）为材料，探究病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing，VIGS）技术沉默NtHD20基因后对各株系的腺毛表型、腺毛密度、腺毛分泌物含量及其关键合成基因表达量变化的影响。结果表明，沉默NtHD20基因后各株系烟草叶面腺毛密度均极显著（p<0.01）增加，腺毛分泌物含量及其关键合成基因表达量均显著（p<0.05）增加。利用VIGS技术沉默NtHD20基因能够促进烟草腺毛发育，并提升西柏三烯醇类物质含量，推测NtHD20基因可能对烟草腺毛发育起负调控作用。本研究为改善烟草腺毛性状提供新的方向。

关键词: 烟草腺毛, 腺毛分泌物, 病毒诱导的基因沉默

Abstract:

This study used the wild-type strain 8306（WT），homozygous edited strain（KD），and overexpressed strain（OE）as materials to investigate the effects of virus-induced gene silencing（VIGS）targeting the NtHD20 gene on the glandular trichome phenotype，glandular trichome density，content of glandular trichome secretions，and expression levels of key biosynthesis genes of glandular trichome secretions in all tobacco lines. The results showed that silencing the NtHD20 gene resulted in an extremely significant（p<0.01）increase in leaf glandular trichome density，a significant（p<0.05）increase in content of glandular trichome secretions，and expression levels of key biosynthesis genes of glandular trichome secretions in all tobacco strains. Silencing NtHD20 with VIGS technology can promote the development of tobacco glandular trichome and increase the content of cembratrieneols substances. It is speculated that the NtHD20 gene may have a negative regulatory effect on the development of the tobacco glandular trichome，providing a new direction for improving the tobacco glandular trichome.

Key words: tobacco glandular trichome, glandular trichome secretion, virus-induced gene silencing

中图分类号:

S572

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图/表 6

表1 荧光定量PCR引物序列

Table 1 Primer sequences for fluorescence quantification PCR

基因	正向引物序列（5′→3′）	反向引物序列（5′→3′）
NtHD20	AGAGTGTTTCAGTAGTGGCAG	TGTAATCCCAGTTCTCGTGC
NtCYP71D16	ATGCTAGGTGGACTTCACATC	TGCAAAAGCGAGGTCATGAG
NtCPS2	ACTCGTGTCTCTTGGTACT	CACACTCCAATTTAAGCCG
NtCycB2	ATGAGCCGAAGAAATGGAAA	CAACATCAAGCAAACAAGTAC
NtMYB123	TTGGTCGTCCGGACAAAGGC	CCTGGTGCAAGGTGGGAAGA

图1 不同烟草株系腺毛形态（A）与腺毛密度（B）WT表示8306野生株系，KD表示NtCPS2纯合编辑系，OE表示NtCPS2过表达株系，VIGS表示沉默NtHD20基因，图2～4同。柱上无相同大写字母表示在0.01水平下差异显著。

Fig.1 Glandular trichome phenotype（A）and glandular trichome density（B）of different tobacco lines

图2 烟草腺毛发育相关基因表达量VIGS表示NtHD20基因沉默株系。柱上无相同小写字母表示在0.05水平差异显著，图3～4同。

Fig.2 Relative expression level of genes related to the development of tobacco glandular trichome

图3 不同烟草株系腺毛分泌物含量

Fig.3 Content of glandular trichome secretions in different tobacco lines

表2 西柏三烯醇类物质含量单位：μg·cm-2

Table 2 Content of cembranoids

株系	西柏三烯一醇	西柏三烯二醇
CK WT	0.09	30.71
VIGS WT	0.15	37.66
CK KD	0.13	36.37
VIGS KD	0.19	46.82
CK OE	0.04	20.60
VIGS OE	0.08	25.18

图4 不同烟草株系腺毛分泌物关键合成基因的表达量

Fig.4 Relative expression levels of key biosynthesis genes of glandular trichome secretions in different tobacco lines

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