【摘 要】
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烟草属植物普通烟草(Nicotiana tabacum L.)是一种重要的经济作物。普通烟草叶片表面能分泌产生丰富的次生代谢产物,在植物的防御反应中扮演着重要角色,尤其是萜类植物抗毒素
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烟草属植物普通烟草(Nicotiana tabacum L.)是一种重要的经济作物。普通烟草叶片表面能分泌产生丰富的次生代谢产物,在植物的防御反应中扮演着重要角色,尤其是萜类植物抗毒素,因此烟草常被作为次生代谢物与生物胁迫响应关系的研究对象。植物萜类次生代谢物的合成通常由染色体某个区间内彼此功能相关的非同源基因进行调控,这种基因集合也被成为基因簇,区间内所有代谢基因构成一个完整的代谢途径,有利于植物高效、稳定地合成次生代谢物。植物全基因组基因簇预测是挖掘基因组重要信息的有效手段,而目前已开发的预测方法较为局限,未能充分利用转录组测序数据、代谢通路数据库等信息进行次生代谢基因簇鉴定,从基因簇的角度解析植物基因组的特征。为此,本研究在前人的基础上,以普通烟草栽培品种K326为研究对象,搭建了适用于复杂基因组作物的全基因组基因簇研究方案,并对普通烟草的次生代谢基因簇进行鉴定与分析,取得了以下结果:(1)搭建了一套适用于普通烟草基因组的次生代谢物合成基因簇分析流程,为今后应用于其他复杂基因组提供参考(2)在普通烟草基因组中预测到1,181个基因簇,包含参与次生代谢物合成的116个,其中34个参与萜类化合物的合成;结合已报道的植物次生代谢基因簇特征,筛选出7个具有高可信度的烟草次生代谢基因簇,其中2个参与萜类化合物合成,且都负责合成植保素(3)烟草植保素基因簇在烟草属植物中具有保守性,在烟草野生种(林烟草、绒毛状烟草、狼烟草)和两个普通烟草栽培种基因组中均有发现植保素基因簇的共线性区段,揭示了植保素基因簇在烟草属植物中的重要作用
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