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苗期低温会影响普通烟草(Nicotiana tabacum)正常生长发育,导致生长势弱,叶数减少,叶片窄小,烟叶产量和质量降低。前期研究发现,低温胁迫条件下茉莉酸信号途径和合成途径中关键基因表达量上升。NINJA蛋白是茉莉酸信号途径中联系JAZ蛋白与下游转录因子的重要因子,烟草NtNINJA基因和NtJAZ1基因的功能关系并不明晰。CRISPR/Cas9基因编辑技术可运用于基因功能验证。本实验运用CRISPR/Cas9基因编辑技术对普通烟草NtNINJA进行基因编辑,利用荧光定量PCR技术,测定T0代突变株和野生型植株在低温胁迫和常温条件下NtJAZ1的表达量,了解在NtNINJA基因突变下,NtJAZ1基因表达量差异,为下一步解析NtNINJA突变对NtJAZ1的表达的影响奠定基础。主要结果如下:1.使用靶位点1(F:5-GTTGCAATCCTTAAGGCGTT,R:5-AACGGGTTAA GGATTGCAAC)和靶位点2(F:5-AAAGAACACGTCCTATTAAG,R:5-CTTAA TAGGACGTGTTCTTT)序列作为靶位点能够编辑普通烟草品种红花大金元NtNINJA,编辑效率较低,不足1%。获得1株突变植株,植株突变率为25%,缺失3个碱基位于NtNINJA基因CDS序列距起始密码子363bp-365bp处。2.通过对突变植株NtNINJA的CDS克隆发现,被编辑的NtNINJA基因具有转录活性,能够转录形成mRNA。该基因CDS全长942bp,可编码314个氨基酸。通过生物信息学分析发现,突变的NtNINJA蛋白预测为疏水蛋白,无信号肽和跨膜区,在N端(37-68)有一个激酶结构域EAR(TPL-binding EAR repression motif),中间(96-169)存在推测的核酸定位信号(Putative nuclear localisation signal),在C端(246-307)有Jas TPL结合结构域(Jas TPL-binding domain)。磷酸化位点预测发现其具有丝氨酸、苏氨酸和络氨酸受体蛋白激酶活性。突变NtNINJA基因和野生型NtNINJA基因CDS长度相差3bp,突变型较野生型序列缺失3bp,缺失序列为GGC,序列的缺失使蛋白序列由L120-R121-R122-L123变为L120-S121---L122,正常的蛋白序列由2个精氨酸变为1个丝氨酸,推测的核酸定位信号(Putative nuclear localisation signal)处发生突变,这导致突变NtNINJA和野生型NtNINJA的三级结构发生明显的变化。这一突变存在导致蛋白质功能变化的可能性,改变与JAZ和TPL结合的能力。3.对突变植株和野生型植株进行低温/常温处理,在处理结束后第14天,检测T0代突变株和野生型植株在不同温度条件下NtJAZ1基因的表达量差异。野生型和T0代植株在常温条件下NtJAZ1表达量分别为1.38和1.37,表达量差值为0.01;野生型和T0代植株在低温条件下NtJAZ1表达量分别为2.34和2.59,表达量差值为0.25高于常温条件下的基因表达量差值。说明在T0代突变株在苗期低温诱导下,编辑后的NtNINJA基因可影响NtJAZ1基因的表达,使其表达量的增幅大于野生型。