近日，中國農業科學院煙草研究所煙草功能成分與綜合利用創新團隊揭示了轉錄因子NtMYB305a參與尼古丁代謝調控的分子機制。相關研究論文在線發表于《植物生理學（Plant Physiology）》雜志。

據張洪博研究員介紹，尼古丁是一種重要的天然生物堿，也是決定煙草商品價值的關鍵成分。源于植物尿素循環的腐胺是尼古丁合成的關鍵前體物，腐胺甲基轉移酶PMT催化的甲基腐胺合成過程是尼古丁合成最關鍵的步驟。研究表明，PMT的基因表達受到啟動子中一個被稱作GAG的調控區段所操縱，該區段包含G-box、AT-rich和GCC-like三個順式作用元件，與G-box和GCC-box-like元件互作的調控因子已經明確，但有關AT-rich元件的互作因子和調控機制還不清楚。

該團隊通過酵母單雜交試驗篩選到了結合GAG區段的調控因子NtMYB305a，并通過試驗證明NtMYB305a可以特異識別并結合GAG區段中的AT-rich元件。試驗還證明NtMYB305a可以一種不依賴G/C堿基的方式結合~30個堿基的特異DNA片段，揭示了MYB類轉錄因子與DNA順式作用元件之間一種新的分子互作模式。研究證明NtMYB305a可以調控包括PMT基因在內的多個尼古丁代謝通路基因的表達以及煙草植株中的尼古丁合成水平，并能夠與G-box結合蛋白NtMYC2a協同調控煙草的尼古丁代謝。該研究闡釋了NtMYB305a轉錄因子調控煙草尼古丁代謝的生物功能與分子機制，對揭示尼古丁代謝的分子調控網絡和推進煙草的生物育種具有重要意義。

煙草所博士研究生卞士權為論文第一作者，張洪博研究員為論文通訊作者。該研究得到中國農業科學院“青年英才計劃”、中國農業科學院科技創新工程、國家自然科學基金等項目資助,并得到云南省煙草農業科學研究院和弗吉尼亞大學的協助。