烟草NtARF11基因克隆及功能初步分析

作     者：朱紫童 喻奇伟 李长 武博寒 解自健 孟岩 杨永霞 张松涛 贾宏昉 

作者机构：河南农业大学烟草学院 贵州省烟草公司毕节市公司 史丹利化肥宁陵有限公司 

出 版 物：《中国烟草学报》 (Acta Tabacaria Sinica)

年 卷 期：2024年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：中国烟草总公司贵州省公司重点研发项目(2022XM06) 河南农业大学高层次人才支持项目(30501289) 

主　　题：烟草 ARF家族 基因功能 氮高效 基因编辑 生长素响应因子 

摘      要：【目的】为探究生长素响应因子NtARF11调控氮吸收利用的分子机制。【方法】克隆烟草NtARF11，比对该基因编码氨基酸序列并构建系统发育树。研究NtARF11在低氮胁迫条件下的表达模式，采用基因编辑技术创制响应低氮诱导的NtARF11基因突变体材料，测定该突变体材料在田间表现出的光合能力、生物量、农艺性状和氮含量。通过实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）技术，分析NtARF11突变体中的氮吸收转运和同化相关基因的表达。【结果】（1）NtARF11基因CDS序列全长2016 bp，编码671个氨基酸，其编码氨基酸序列与枸杞LfARF11、番茄SlARF18和辣椒CaARF9均存在着较高的同源性，同源性分别为85.69%、85.84%和82.81%；（2）NtARF11的表达受到低氮条件的诱导，在低氮胁迫情况下，NtARF11的表达水平呈现出负相关，氮浓度越低时其表达量越高；（3）NtARF11突变后植株光合能力、生物量、氮积累能力均较野生型升高；（4）NtARF11突变后，与氮吸收转运和同化相关的基因表达显著高于野生型K326的水平。【结论】NtARF11是受低氮诱导表达增强基因，NtARF11突变体材料具有良好的氮吸收以及氮利用能力，推测NtARF11可能具有调控氮吸收和利用的功能。