研究揭示烟草类胡萝卜素合成代谢途径的调节机制1：空白对照 阴性对照 pTRV-CRTISO 农杆菌侵染农杆菌侵染本氏烟草 35 天表型类胡萝卜素异构酶（CRTISO ）基因是植物中类胡萝卜素合成的关键基因之 一，它催化多反式番茄红素形成多顺式番茄红素，该基因表达量降低能够导致卜 胡萝卜素大量积累。烟草中的类胡萝卜素属于萜烯类化合物，其含量与烟叶香气 密切相关。中国烟草学报2014 年第 6 期上发表的“烟草类胡萝卜素异构酶基 因的克隆及功能研究”表明，CRTISO基因沉默抑制下游基因表达，进而抑制了 胡萝卜素降解反应的进行，揭示了该基因在烟草类胡萝卜素合成通路中的作用， 为通过基因工程手段培育优良烟草品种奠定理论基础。该研究从普通烟草的cDNA中克隆获得CRTISO基因编码区（CDS），将 CRTISO基因的部分序列插入烟草脆裂病毒（TRV）载体中，构建重组载体 PTRV2-CRTISO。通过TRV病毒诱导的基因沉默（VIGS）系统抑制本氏烟草 （Nicotiana benthamiana） CRTISO基因表达，同时利用实时荧光定量PCR检测 CRTISO下游基因的表达量变化。结果表明，pTRV-CRTISO载体侵染的烟草叶 片出现黄色斑点；CRTISO基因的沉默导致下游番茄红素环化酶（&LCY）、 番茄红素卩环化酶（卩-LCY）和胡萝卜素卜环羟化酶（P-OHase）基因表达量降 低，抑制了胡萝卜素降解反应的进行，可能会导致烟草中胡萝卜素的累积，使烟 叶颜色发生改变。这为进一步研究烟草类胡萝卜素合成代谢途径中各基因的功能 奠定了良好的基础。类胡萝卜素在烟叶中的转化、积累和降解与烟叶品质和香气密切相关，提高 烟叶中的类胡萝卜素含量不仅能够提高烟叶品质，还可以改善烟叶香吃味。但类 胡萝卜素的合成代谢受光照、温度和遗传等多种因素的调节控制，因此，通过分 子手段选育类胡萝卜素含量高的优良烟草品种将是今后深入研究的方向。