RNA干扰防控烟草黄瓜花叶病毒的效果

烟草黄瓜花叶病毒病是危害烟草的重要病害之一,严重影响烟株田间生长发育。为防控烟草黄瓜花叶病毒病,根据已经构建的靶向沉默黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)相关基因的VIGS载体,使用单个载体和混合载体沉默与CMV有关的CMV-1a、CMV-2a、CMV-MP和CMV-CP这4个病毒编码蛋白基因,测定基因沉默后CMV-1a、CMV-2a、CMV-MP、CMV-CP相对表达量及CMV浓度,并评价VIGS对烟草黄瓜花叶病毒病的防治效果。结果表明:单独接种和混合接种4种载体烟株均能有效沉默相应靶基因的表达,单独接种时,对CMV-1a、CMV-2a、CMV-MP、CMV-CP的沉默效率分别为10.78%、60.36%、32.92%、58.95%,pTRV2-CMV-2a载体单独接种对CMV-2a基因的沉默效率最高;混合接种对CMV-1a、CMV-2a、CMV-MP、CMV-CP基因的沉默效率分别为18.78%、44.18%、28.33%、35.64%,混合接种也是对CMV-2a基因的沉默效率最高。接种VIGS-TRV载体的烟株在接种病毒后21 d内,单独接种和混合接种载体均有效下调CMV浓度,且混合接种的效果大于单一载体,有效地抑制烟株内CMV的传播,减轻烟草黄瓜花叶病毒病的发病率和病情指数,接种混合载体的效果最佳,为有效防控烟草黄瓜花叶病毒提供了新的方法。

基于VIGS技术干扰病毒RNA防控烟草黄瓜花叶病毒病

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)引起的花叶病是烟草上的重要病害。本试验通过病毒诱导基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)构建靶向沉默CMV-1a、CMV-2a、CMV-MP和CMV-CP的VIGS载体,测定基因沉默后CMV相对表达量、CMV病毒浓度和TRV相对表达量,并对VIGS载体对CMV的防治效果进行评价。结果表明,试验建立的VIGS载体能够有效导入烟株;沉默CMV-2a的处理CMV相对表达量最低,基因沉默效率最高,为46.25%;接种病毒30 d后CMV-2a处理的病毒浓度最低,仅为对照的72.8%,TRV载体的相对表达量显著高于其他处理;沉默CMV-2a的处理发病时间推迟,病情指数最低,防治效果最好。本研究建立的CMV-2a VIGS体系能够有效沉默外源侵入的CMV基因表达,抑制CMV在烟株内的传播,为防治烟草黄瓜花叶病毒病提供了新的思路与方法。

不同滴灌施肥策略对植烟土壤水、盐运移及再分布的影响

探讨烟草专用液体肥在不同滴灌施肥策略下土壤中水、盐的分布,对水肥一体化滴灌方式下的水肥合理调控具有重要意义。设置CK(只滴肥料40 min)、W1(前期滴水20 min,中期滴肥40 min,后期滴水10 min)、W2(前期滴水30 min,中期滴肥40 min,后期滴水10 min)、W3(前期滴水40 min,中期滴肥40 min,后期滴水10 min)和W4(前期滴水30 min,中期滴肥40 min,后期滴水30 min)5个处理,分析了湿润锋的变化规律、特征点的土壤含水率、EC变化规律。结果表明:土壤中水、盐分布明显受肥料滴灌方式的影响。湿润锋的推移速率先是径向大于垂向,随着灌水时间和灌水量的增加,水平方向和垂直方向的湿润锋、含水率和EC值均趋于平衡。滴灌条件下,前期滴水时长对盐分在水平方向迁移的影响较大,后期滴水时长对盐分在垂直方向迁移影响较大。根据烤烟旺长期需水需肥特点前期滴水30 min中期滴肥40 min后期滴水30 min是较适宜于烤烟旺长期的滴肥方式。

VIGS诱导GS同工酶基因沉默对烤烟氮代谢的影响

【背景和目的】谷氨酰胺合成酶(GS)是烤烟氮代谢的关键酶,为探究沉默GS同工酶基因对烤烟氮代谢的影响。【方法】采用病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术构建GS同工酶基因(NtGS1、NtGS2)瞬时沉默表达载体,测定了烤烟品种中烟100叶片经VIGS处理10 d,20 d和30 d的NtGS1-1、NtGS1-2、NtGS2相对基因表达量和谷氨酰胺合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)活性以及叶片可溶性蛋白、总氮、烟碱含量和烟株生物量。【结果】沉默NtGS1基因的处理对NtGS1-1沉默效率最高为50.4%,对NtGS1-2沉默效率最高为56%,沉默NtGS1和NtGS2基因的处理对NtGS2沉默效率最高为54.9%;沉默NtGS1和NtGS2的烟株叶片重、GS、NR活性、可溶性蛋白、总氮、烟碱含量都显著低于对照。【结论】本研究建立的VIGS体系有效下调了GS同工酶基因的表达,同时沉默NtGS1和NtGS2(TRV::GS1::GS2)可抑制叶片氮素同化利用,降低氮代谢关键酶活性与含氮化合物含量。

富钾基因型烤烟的钾积累及根系生理特性

采用室内营养液培养(钾浓度为3mmolL-1)的方法,以富钾基因型烤烟农大202与2个一般型品种净叶黄、NC89为材料,研究富钾基因型烤烟钾积累及根系生理特性。结果表明,3个烤烟品种根和茎中钾积累量无显著差异,但农大202的叶片钾积累量、根系活力和根系总活力、根系H+分泌量、根系阳离子交换量(CEC)、根系可溶性蛋白含量和ATPase活性均极显著高于另两个品种。净叶黄、NC89间除根系活力和根系H+分泌量差异达显著水平外,其他根系生理特性差异均不显著。根系钾吸收动力学参数结果显示,农大202苗期钾离子最大吸收速率(Vmax)较高而米氏常数(Km)和钾离子吸收临界浓度(Cmin)较低,而旺长期的Vmax、Km及Cmin均较高,说明其根系具有较高的钾吸收速率,但旺长期后耐低钾能力较差。

不同烤烟基因型根际钾营养和根系特性研究

以3个烤烟基因型农大202、K326和NC89为材料,采用土培和砂培试验,研究了烤烟根系阳离子交换量(CEC)及根际和非根际土壤速效钾、缓效钾含量的变化,以及根系分泌物、根际微生物数量对土壤钾的活化效应。结果表明,各基因型烤烟根际和非根际土壤速效钾含量不同,依次为农大202>K326>NC89;3个基因型烤烟根系分泌物对土壤钾素均有活化作用,农大202活化能力最强,各基因型间差异达极显著水平;与烤烟非根际相比,各基因型烤烟根际真菌数量增加。农大202根际真菌数量较大,极显著的高于K326和NC89,K326和NC89两基因型间差异不显著。3个烤烟基因型根际细菌数量差异达到极显著,而放线菌数量差异不显著。农大202根系阳离子交换量(CEC)高于NC89和K326的,但K326和NC89两基因型间的差异不显著。选育富钾烟草品种,应注重根系生理特性。

烟草气孔特性、抗氧化酶活性与臭氧伤害的关系

20 0 1～ 2 0 0 2连续两年在大田生产条件下研究了 10个烤烟基因型气孔密度和气孔导度的变异情况及其与抗臭氧伤害的关系 ;2 0 0 2年在控制条件下采用低温加臭氧的方法处理烟草植株 ,研究分析了烟草叶片遭受臭氧伤害后抗氧化酶活性的变化及其与抗臭氧伤害的关系。结果表明 :烤烟不同基因型对臭氧伤害的抗性存在显著的差异。烟草叶片下表皮气孔密度和气孔导度与臭氧伤害引起的气候斑点病具有相关关系 ,在烟株下部叶中 ,其相关性分别达到显著 (R2 0 0 1=0 .6 8,R2 0 0 2 =0 .6 5 )和极显著水平 (R2 0 0 1=0 .87,R2 0 0 2 =0 .80 )。因此 ,下部叶气孔密度和气孔导度可以作为抗病育种的选择指标。在控制条件下的试验结果表明 :只有低温加臭氧复合因子才能诱发烟草叶片产生臭氧伤害症状。烟草叶片低温下遭遇臭氧伤害后 ,超氧化物歧化酶 (SOD)活性升高 ,升幅与气候斑点病病情指数负相关 ,过氧化氢酶 (CAT)活性略有升高 ,过氧化物酶 (POD)活性急剧下降。抗性较差的烟草基因型抗氧化酶反应不敏感 ,臭氧伤害症状严重 ,抗性较强的烟草基因型抗氧化酶反应敏感 ,臭氧伤害症状较轻。低温和臭氧同时作用明显影响了活性氧清除系统 ,致使系统中酶活性比例失调 ,POD活性急剧下降 ,可能是烟草叶片产生臭氧伤害的原因之一 ,

烟草不同基因型叶片钾积累特性及变异分析

利用 5个烟草基因型对烟叶钾积累和干物质积累特性及其变异进行研究 ,结果表明 ,烟草叶片的相对钾含量随生育期推延逐步降低 ,生育后期有两个明显的下降高峰。移栽后 75 d至烟叶采收结束单株烟叶的相对钾含量平均下降率为 4 1.83% ,此期的干物质积累率平均为 2 1.91% ,干物质积累的“稀释效应”不能完全解释烟叶钾含量下降的原因。叶片钾积累特性分析表明 ,烟叶钾积累达到一定量后积累总量下降 ,5个基因型单株叶片钾积累量的下降比率在 2 0 .0 6 %～ 4 2 .2 4 %之间 ,基因型间存在着显著的差异。烟叶的钾积累量却是达到最高点后开始下降 ,总量减少 ,积累率为负值 ,在烟叶成熟期烟叶钾积累总量平均减少了 2 7.4 5 % ,是烟草生育后期烟叶相对钾含量下降的重要原因之一。钾积累达到最大值的时间后移是烟草钾高效积累的一个特点。5个烟草基因型的溶液培养试验表明 ,烟株地上部绝对钾含量与根系总吸收面积和根系活跃吸收面积具有显著的相关性 (r=0 .84 13*、r=0 .7871* )。地上部钾含量与根系总吸收面积相关显著 (r=0 .75 5 5 * ) ,但与根系活跃吸收面积相关性不大 (r=0 .4 389)。提高烟叶钾积累量应特别重视培育一个强大的根系。采用 12个烤烟基因型进行分析发现 ,在株高、单株叶数、茎围

烤烟叶面腺毛密度及其分泌物变化动态的相关分析

烤烟叶面腺毛密度在生长过程中呈下降态势,前期下降较快,中期下降较慢,后期成熟时又有明显下降。对腺毛密度进行研究最适宜的时期应为下部叶40-50d,中部叶50-60d和上部叶60-70d叶龄。生长过程中单位面积叶面的分泌物量呈双峰曲线变化态势,叶龄小于30d时增加,下部叶生长至30-40d,中、上部叶30-50d有所下降,之后又开始增加,进入成熟期后又出现下降。下、中、上3个部位叶面分泌物量在叶龄分别达到50、60和70d时增加到最大值,此时品种间差异也最大,是测定叶面分泌物量的最适时期。腺毛密度和单位叶面积分泌物量在不同烟草基因型间存在着显著差异,呈极显著正相关。而腺毛密度与茎围、腰叶长、宽呈极显著负相关。

烤烟新品种豫烟6号的选育及特征特性

豫烟6号是以MSK326为母本,自选烤烟品系农大202为父本杂交育成的杂交种。该品种农艺性状稳定,田间生长整齐一致,抗旱性强,抗黑胫病,中抗青枯病,烟叶钾含量较高,烤后原烟多橘黄,油分多,色度强,化学成分含量适宜,比例协调,烟叶质量符合中式卷烟需要;与对照品种NC89比较,烟叶产量提高19.03%,产值提高44.86%,均价提高10.70%,上等烟比例增加20.42%;是一个品质、抗性、产量、适应性等方面较能兼顾的优良新品种,特别适宜在雨养烟区种植。

烤烟富钾基因型钾吸收积累与内向钾电流特性

【目的】研究烤烟富钾基因型钾吸收积累与根皮层内向钾电流的特性,为富钾烤烟基因型的筛选提供参考依据。【方法】采用水培的方法,研究在不同供钾条件下,不同基因型各器官的干物质及钾的积累特性,并对叶片的相对含钾量进行分析;采用离子耗竭的方法对不同基因型的钾吸收动力学特性进行研究,并对各动力学参数进行分析;采用电生理的研究手段,分析烤烟不同基因型的根皮层内向钾电流的特征及大小。【结果】当外界供钾水平在0.1～50mmol·L-1时,烤烟富钾基因型ND202叶片平均干重及总生物学平均干重分别为10.20g及14.85g,均高于净叶黄(JYH)(分别为8.50g及13.11g)和NC2326(分别为8.39g及12.72g)。当外界供钾水平大于0.5mmol·L-1时,ND202叶片钾的积累量比净叶黄(JYH)高18.6%,比NC2326高34%。同时,ND202的Vmax为118.11μmol·g-1FW·h-1,显著高于净叶黄(JYH)的58.87μmol·g-1FW·h-1及NC2326的64.40μmol·g-1FW·h-1。在根皮层内向钾电流方面,ND202的电流密度(pA/pF)的最大绝对值为60,也明显高于净叶黄(JYH)(50)及NC2326(40)。【结论】叶片钾积累量、叶片相对含钾量、Vmax以及根皮层内向钾电流,可以作为富钾烤烟基因型筛选的参考指标。

不同基因型烟草对氮素营养响应的差异研究

采用水培盆栽试验 ,研究了氮素营养对不同基因型烟草幼苗生长的影响。结果表明 ,不同基因型烟草对氮素营养的响应有明显差异 ,其硝酸盐还原酶活性、叶绿素含量、根系总吸收面积、氮含量均与氮浓度呈显著或极显著相关。不同基因型间硝酸盐还原酶活性差异显著 ,其中不耐氮肥基因型 8136、红花大金元的硝酸盐还原酶活性明显高于其它品种 ,其叶绿素含量、根系活力及氮含量也高于其它品种 ,但其生物量随氮浓度的升高而降低 ;而较耐氮肥的基因型中烟 90。

我国烟草钾素营养研究现状与进展

从钾素的生理作用、环境因子、钾素在烟株内的循环、分配与积累规律 ,钾素营养遗传和提高烟叶钾含量的技术途径 5个方面综述了近年来我国烟草钾素营养研究的状况及进展 ,并提出了加强钾素营养研究的若干建议。

烤烟新品种豫烟10号的选育及特征特性

豫烟10号是以自选烤烟品系农大201为母本,云烟87为父本杂交,经系谱法定向选择培育而成。全国及河南省区域试验结果表明:该品种遗传性状稳定,田间生长整齐一致,田间长势强,耐肥性强,易烘烤;抗青枯病,中抗黑胫病和赤星病,中感根结线虫病、TMV、CMV和PVY;烤后原烟颜色均匀,结构疏松,油分较足,色泽均匀鲜亮,主要化学成分含量适宜,比例协调,烟叶感官质量较好。多年试验结果表明,该品种产量、产值、均价、上等烟比例等均高于对照NC89,是一个品质、抗性、产量、适应性等方面较能兼顾的优良新品种。

植物次生代谢与烟草香味物质

介绍了植物次生代谢的几种途径和主要的次生代谢产物,以及各种代谢途径同烟草香味物质之间的关系;阐述了分子生物学在次生代谢方面的研究进展,包括代谢途径调控的细胞水平和分子水平的研究和应用,并对次生代谢在烟草生产方面的作用作了展望。

烟草株高变异体的茎尖中内源激素含量变化及其对外源激素的响应

烟草矮秆基因型‘农大202’的茎生长过程中茎尖中内源赤霉素(GA3)、生长素(IAA)含量始终低于中、高秆基因型,其内源脱落酸(ABA)和玉米素(ZR)含量则相对较高。喷施外源激素GA3和IAA的结果表明,GA3可调节矮秆基因型茎尖中各内源激素的含量,与正常株高基因型‘K326’的各激素含量相接近,从而促进茎生长,而IAA的作用较小。

生物技术在我国烟草研究领域的应用

烟草是重要的经济作物,也是研究植物生命活动的模式植物。随着分子生物学研究的不断深入,分子生物学的研究手段在烟草基础理论研究领域得到了越来越多的应用,并且取得了重大进展。本文综述了生物技术在我国烟草研究领域的应用及取得的成就,并对以后的发展趋势进行了展望。

不同基因型烤烟品种吸收钾差异的根系特性研究

以4个烤烟品种为试验材料,研究了不同基因型烤烟苗期根系形态学和生理学特性。采用植株钾含量、钾积累量和植株钾利用率等指标,把烤烟品种分成钾高效积累型和钾高效利用型,并从根系形态和生理方面分析了两种类型的差异。结果表明,苗期烤烟不同类型间根系还原力、根系阳离子交换量(CEC)、活跃吸收面积和总吸收面积差异显著,钾高效积累型烤烟品种的活跃吸收面积、总吸收面积、根系阳离子交换量(CEC)和根系还原力显著大于钾高效利用型品种,而类型内各品种间的差异不显著;不同类型间根系鲜重、根体积、地上部干重和总干重等指标差异不显著。

不同烤烟基因型对烟草气候斑点病的抗性生理研究

对12个烤烟基因型烟草气候斑点病田间发病情况进行调查,分析了叶片气孔密度,气孔导度,光合速率,SOD、POD酶活性,总糖和总氮含量等生理指标,结果表明,烤烟基因型间烟草气候斑点病抗性差异显著。烟株叶片气孔导度大,烟草气候斑点病病指高,下部叶气孔密度大,烟草气候斑点病病指也高;烟株感病后,叶片内SOD酶活性提高,POD酶活性下降;烟草气候斑点病发病程度与叶片总氮和可溶性总糖含量无明显关系。