NtLHT1基因及在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用的制作方法

本发明属于作物育种领域，具体涉及一种ntlht1基因及在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用。

背景技术：

1、lhts（lysine histidine transporters，赖氨酸-组氨酸转运蛋白家族）属于氨基酸转运蛋白（amino acid transporters，aats）家族。目前已鉴定的lhts主要有lht1、lht2、lht6、lht7等。

2、拟南芥中，atlht1在根表皮中参与赖氨酸和组氨酸的吸收（chen and bush,1997），敲除lht1的幼苗不能利用谷氨酸或天冬氨酸作为唯一的氮源，进入间叶原生质体的氨基酸吸收也受到抑制（hirner et al., 2005），是根部吸收氨基酸的重要媒介（svennerstam et al., 2007），lht1和aap5在根部对氨基酸的低浓度吸收中占主要比例（svennerstam et al., 2008），lht1敲除突变体表现出强烈的生长减弱，而lht1过表达植株在以氨基酸为氮源时表现出强烈的生长增强（forsum et al., 2008），此外atlht1参与乙烯合成前体物acc的吸收和转运，从而影响了外源性acc诱导的乙烯反应（shin et al.,2015），lht1敲除植株对l-谷氨酰胺的吸收明显降低（ganeteg et al., 2017）；atlht2对脯氨酸和天冬氨酸的亲和力较强，主要在拟南芥绒毡层特异表达，参与花器官中氨基酸的转运与分配，影响花粉的发育（hirner et al., 2006）；atlht6在根表皮、根毛和皮层组织表达，参与酸性氨基酸、谷氨酰胺和丙氨酸的吸收，可能还包括苯丙氨酸（perchlik et al.,2014）。拟南芥中atlht1是抗病性的负调控因子，其底物谷氨酰胺与水杨酸途径结合后在植物防御反应中发挥关键作用（liu et al., 2010）。水稻中oslht6在新梢分生组织中特异性表达（zhao et al., 2012），oslht1功能缺失抑制水稻根和芽的生长，明显降低了产量（wang et al., 2019）。地钱中mplht1负责acc的转运，还可以运输羟基脯氨酸和组氨酸，有助于多肉植物生长和繁殖中acc和其他氨基酸的平衡（li et al., 2022），对acc的转运功能与拟南芥atlht1的一致。

3、本课题组发现了烟草氨基酸转运蛋白相关基因ntlht1，其核苷酸序列seq idno.1为1368 bp，编码蛋白为455 aa，ntlht1基因敲除的烟草植株其叶片中氨基酸含量增加（zl202210160515.2）。以上研究表明，lhts主要参与植物对氨基酸的吸收和转运，从而参与植物的生理过程。

4、在作物的生长和发育过程中，根系吸收的氮主要是硝态氮、铵态氮等无机氮，也可以吸收部分有机氮，例如氨基酸等。目前未见通过ntlht1基因序列来提高烟草低氮胁迫抵御能力的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ntlht1基因及在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，为烟草氮素高效利用品系培育提供理论依据和材料基础。

2、为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：

3、一种ntlht1基因，对核苷酸序列如seq id no.1所示烟草ntlht1基因的tccttatgccatggcacaacttgg片段进行人工干预突变，突变后的核苷酸片段序列分别为tccttatgccatggacacaacttgg和tccttatgccatggcaacttgg。

4、进一步的，突变后的ntlht1基因的核苷酸序列如seq id no.2和seq id no.3所示。

5、ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，上述任一项的突变后的ntlht1基因在提高烟草低氮胁迫抵御能力中的应用。

6、进一步的，突变后的ntlht1基因编辑株系与未突变的ntlht1基因编辑株系相比，在低氮胁迫下突变烟株对硝态氮和铵态氮的吸收能力增强。

7、进一步的，突变后的ntlht1基因编辑株系与未突变的ntlht1基因编辑株系相比，突变烟株叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性增强，氮转运体基因表达量增加。

8、进一步的，未突变的ntlht1基因编辑株系为核苷酸序列如seq id no.1所示烟草ntlht1基因编辑烟株，烟草品种为红花大金元。

9、进一步的，突变后的ntlht1基因编辑株系与未突变的ntlht1基因编辑株系相比，突变烟株的氮转运体基因nrt1-7.1和nrt1.2的表达量均高于未突变的ntlht1基因编辑株系的烟株。

10、进一步的，低氮胁迫是指氮浓度低于3mm。

11、本发明的有益效果是：

12、1、本发明获得的一组ntlht1基因序列，在提高烟草低氮胁迫抵御能力方面具有显著效果。

13、2、本发明提供了烟草一组ntlht1基因序列的两种突变片段序列，在提高烟草抵御低氮胁迫方面的技术方案，填补了该基因家族在烟草氮素吸收与利用技术领域的空白。

1.ntlht1基因，其特征在于，对核苷酸序列如seq id no.1所示烟草ntlht1基因中的tccttatgccatggcacaacttgg片段进行人工干预突变，突变后的片段序列分别为tccttatgccatggacacaacttgg和tccttatgccatggcaacttgg。

2.根据权利要求1所述的ntlht1基因，其特征在于，突变后的ntlht1基因的核苷酸序列分别如seq id no.2和seq id no.3所示。

3.ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，其特征在于，上述权利要求1或2的突变后的ntlht1基因在提高烟草低氮胁迫抵御能力中的应用。

4.根据权利要求3所述的ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，其特征在于，突变后的ntlht1基因编辑株系与未突变的ntlht1基因编辑株系相比，在低氮胁迫下突变烟株对硝态氮和铵态氮的吸收能力增强。

5.根据权利要求3所述的ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，其特征在于，突变后的ntlht1基因编辑株系与未突变的ntlht1基因编辑株系相比，突变烟株叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性增强，氮转运体基因表达量增加。

6.根据权利要求4或5所述的ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，其特征在于，未突变的ntlht1基因编辑株系为核苷酸序列如seq id no.1所示烟草ntlht1基因编辑烟株，烟草品种为红花大金元。

7.根据权利要求4或5所述的ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，其特征在于，突变后的ntlht1基因编辑株系与未突变的ntlht1基因编辑株系相比，突变烟株的氮转运体基因nrt1-7.1和nrt1.2的表达量均高于未突变的ntlht1基因编辑株系的烟株。

8.根据权利要求3所述的ntlht1基因在烟草低氮胁迫抵御能力中的应用，其特征在于，低氮胁迫是指氮浓度低于3mm。