普通烟草（Nicotiana tabacum）属于茄科（Solanaceae）烟草属（Nicotiana），植株内含有大量生物碱（其中90％以上含量为尼古丁）。生物碱是植物次生代谢活动的重要产物，是香烟中最重要的化合物。烟草产业目前需要高尼古丁含量品种用于传统香烟配制，同时电子烟产业需要高尼古丁含量材料作为尼古丁提取原材料。非编码小RNA（如miRNA）在动物和植物的生长发育中起着重要的调控作用，同时，近年来发现的长非编码RNA可作为内源miRNA诱捕靶标(eTM，endogenous target mimic)，具有抑制miRNA的功能。本研究通过鉴定与烟草尼古丁代谢途径相关的miRNA，发现其中nta-miRNAX27与尼古丁合成途径关键基因QPT2基因存在靶向关系。抑制或过量表达nta-miRNAX27会引起QPT2基因的变化，进而导致尼古丁含量的变化。生物信息学分析发现，长非编码基因(nta-eTMX27)作为内源miRNA诱捕靶标参与这一调控。研究发现烟草打顶处理后，QPT2基因表达会显著上调，从而快速促进尼古丁合成。实验表明，nta-eTMX27和QPT2基因表达以及尼古丁含量存在显著相关性;进一步转基因功能验证证实，发现敲除和过量表达nta-eTMX27显著影响QPT2基因表达及尼古丁含量。该项研究结果阐释了长非编码基因nat-eTMX27介导调控nta-miRX27-QPT2的功能，首次揭示了植物中次生代谢产物合成相关的miRNA-eTM-target调控模式。应用上，通过调控非编码元件(miRNA和eTM)来调控植株次生代谢产物（尼古丁）含量，获得了高尼古丁含量的烟草转基因植株，为今后分子育种提供了新材料。