烟草NtDHQ/SDH8基因突变对卷烟主流烟气中苯酚释放量的影响

作     者：李锋 刘楠 樊武广 姜兴益 王燃 金立锋 李正风 王大伟 

作者机构：中国烟草总公司郑州烟草研究院 国家烟草质量监督检验中心 河南省烟草公司许昌市公司 河南农业大学生命科学学院 云南中烟工业有限责任公司技术中心 中国农业科学院烟草研究所 烟草行业烟草基因资源利用重点实验室 

出 版 物：《烟草科技》 (Tobacco Science & Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：中国烟草总公司烟草基因组计划重大专项项目“低烟气苯酚释放量的云烟87、K326、红花大金元定向改良”[110201901019(JY–06)] 中国烟草总公司河南省公司科技重点项目“特征香韵烤烟品系提高浓香型原料工业可用性的应用研究”(2021410000240025) 

主　　题：烟草突变体 3–脱氢奎尼酸脱水酶/莽草酸脱氢酶 酪氨酸 苯酚 酚类化合物 主流烟气 

摘      要：为明确莽草酸途径的重要双功能酶3–脱氢奎尼酸脱水酶/莽草酸脱氢酶（DHQ/SDH）突变对酪氨酸合成和卷烟主流烟气中苯酚等酚类化合物释放量的影响，使用TILLING技术在烟草EMS突变体库中筛选出14个ntdhq/sdh8突变体，分析其突变位点和突变导致的蛋白质功能变异，测定烤后烟叶的酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺和总蛋白质的含量（质量分数），以及卷烟主流烟气中苯酚、邻–苯二酚、对–苯二酚、间–苯二酚、间/对–甲酚和邻–甲酚的释放量。结果显示，突变体NtDSM03、NtDSM12和NtDSM13中NtDHQ/SDH8双功能酶的DHQ结构域氨基酸发生变异，导致蛋白三级结构以及酶活性发生变化。与野生型相比，突变体NtDSM03和NtDSM12烤后烟叶的酪氨酸质量分数分别降低76.78%和81.71%，卷烟主流烟气中苯酚释放量分别降低24.09%和48.99%，而且降幅均达到极显著水平（P0.01）。突变体NtDSM12烤后烟叶的酪氨酸、总蛋白质质量分数以及卷烟主流烟气中苯酚、邻–苯二酚、间/对–甲酚和邻–甲酚等4种酚类化合物的释放量均极显著下降（P0.01）。