中国农业科学院烟草研究所在雪茄烟种质资源群体结构研究方面取得新进展

近日,中国农业科学院烟草研究所烟草种质资源与生物育种创新团队在雪茄烟种质资源群体结构研究方面取得新进展。相关研究成果发表在《工业作物与产品(Industrial Crops & Products)》(中科院一区,IF="5.9)上。雪茄烟是一种重要的经济作物,广泛种植于世界各地,其产量和品质受到广泛关注。鉴于雪茄烟群体的遗传结构尚未被揭示,该团队对来自全球18个著名产区的185份雪茄烟种质资源进行全基因组重测序,获得了包含212万个单核苷酸多态位点(SNPs)的雪茄烟基因组变异图谱,并对其群体结构、遗传多样性进行了解析。

关于提升农业科研试验基地管理水平的探讨——以中国农业科学院烟草研究所试验基地为例

作为我国农业科研体系重要组成部分的农业科研试验基地,既是农业科研第二实验室,又是农业科技成果转化和科技人才培养的平台,也是探索未来新型农业模式的重要场所。随着农业科研试验基地重要性的日渐凸显,提高其管理水平和服务质量势在必行。文章以中国农业科学院烟草研究所试验基地为例,介绍了其管理运行情况,分析了存在的问题,并提出了加强顶层设计、提高机械化水平、创新用工机制等加强试验基地管理的措施,以期为农业科技创新顺利开展保驾护航。

关于农业科研试验基地增收节支的探讨——以中国农业科学院烟草研究所试验基地为例

如何最大限度地发挥各类资金的使用效率,促进试验基地的可持续发展,是每个农业科研院所面临的实际问题。一方面,农业试验基地具有面积大、设施多,运行维护费用较高的特点;另一方面,试验基地各类资源丰富,如果充分利用可以产生较好的经济效益。增收节支既是加强农业科研试验基地自身建设的重要抓手,又是提升"自我造血能力"的重要途径。文章介绍了中国农业科学院烟草研究所试验基地在增收节支方面所做出的努力与探索,希望能够为农业科研单位试验基地持续、稳定、协调、健康发展提供参考。

氟噻唑吡乙酮对烟草疫霉的室内毒力及对烟草黑胫病的防效研究

烟草黑胫病是由烟草疫霉引起的一种土传性真菌病害,对烟叶生产造成严重的危害。为了探究氟噻唑吡乙酮对烟草黑胫病的防治效果,在室内离体条件下测定其对烟草疫霉菌丝生长、孢子囊形成的抑制作用;并通过室内盆栽和大田试验评价氟噻唑吡乙酮对烟草黑胫病的防治效果及对烟草的安全性。结果表明,氟噻唑吡乙酮对各个地区烟草疫霉菌丝生长和孢子囊形成的抑制效果均很好,与其他对照药剂相比,毒力较高,EC50分别为0.000 5 mg/L和0.000 4 mg/L。室内盆栽试验结果表明,10%氟噻唑吡乙酮可分散油悬浮剂4 000倍液对烟草黑胫病的防效为84.33%,2 000倍液防效则达到了96.00%,与对照药剂相比有显著差异。田间药效试验结果表明,10%氟噻唑吡乙酮可分散油悬浮剂2 000、3 000、4 000倍液的防效分别达到了93.82%、90.18%和83.27%,对照药剂80%烯酰吗啉水分散粒剂2 500倍液和80%代森锰锌可湿性粉剂600倍液防效分别为77.82%和75.27%。此外,相比于对照药剂,氟噻唑吡乙酮在株高、有效叶片数、叶长、叶宽和光合速率方面有更好的促进作用。本研究结果表明,氟噻唑吡乙酮能够有效防治烟草黑胫病,并在一定程度上可以提高烟草产量和品质。

基于CNKI的烟草农业生物炭文献计量学分析

为探索近年来国内有关生物炭在烟草农业研究的热点及研究趋势方向,运用文献计量学方法分析收录在中国期刊全文数据库(CNKI)中的有关生物炭应用于烟草农业研究的论文,对文献数量、年度分布、著者信息、出版刊物及研究内容等进行统计分析,采用CiteSpace V可视化软件进行了研究热点预测和分析。结果显示,共检索到生物炭在烟草种植方面应用期刊论文共114篇,学位论文共81篇,其中8篇博士学位论文、73篇硕士学位论文。国内研究最多的机构是河南农业大学,刘国顺是发表论文最多的学者。国内关于烟草农业领域生物炭研究尚缺少稳定核心作者群体,且核心作者人数较少。烟草农业生物炭应用研究热点集中在烟草品质、化学成分及植烟土壤方面,近年来研究热点趋向于生物炭对土壤微生物群落和烟叶重金属方向。

农业碳排放研究进展及烟草农业碳计量研究展望

为扎实推进我国绿色低碳发展和产业升级转型,早日实现“双碳”目标,各行各业均在积极响应。我国是农业生产大国,同时农业生产产生的碳排放数量庞大,存在巨大的固碳减排潜力,准确核算农业碳排放、构建完善的碳排放核算体系,对我国实现农业降碳目标至关重要。本文探讨了农业碳排放的主要来源,并从外部环境(经济增长、产业集聚、技术进步和贸易条件效应)和农业种植(生态环境因子和农田管理措施)2个方面分析其影响因素,对农业生态系统碳循环过程与碳通量测定方法、农业碳排放核算方法(碳效应分析、碳足迹分析和农业碳排放效率测算研究与模型应用)、农业碳排放交易等方面的研究进行归纳梳理,最后将农业大范畴的碳排放研究方法迁移至烟草农业中,并结合我国烟草生产实际,对其农业生产过程中的碳排放计量研究进行建议与展望,以期为今后烟草农业碳排放研究以及烟叶生产固碳减排技术策略的制定奠定基础。

烟草基因组辅助育种研究进展

优质的烟草品种是促进烟草经济发展的基础。2010年以来,烟草基因组学迅速发展,推动了烟草遗传进化、功能遗传学等多个研究领域的进步,为烟草育种提供了新的工具和途径。本文总结了烟草基因组测序组装和功能研究的最新成果,从烟草遗传连锁图谱构建、数量性状基因座(QTL)定位、全基因组关联分析(GWAS)以及QTL定位和GWAS联合分析4个方面阐述了烟草分子标记辅助选择育种(MAS)的发展现状,并综述了全基因组选择(GS)和基因编辑(GE)的技术理论以及它们在烟草育种中的应用进展。针对目前烟草基因组辅助育种(GAB)存在的问题和不足,指出要充分利用烟草基因组信息,加快分子标记的开发,推进基因芯片的应用和加强高通量表型监测平台的建设,进而推进GAB在烟草育种上的应用。

堆肥对烟草黑胫病的防效及作用机理研究

为明确堆肥对烟草黑胫病的生防效果,进而揭示其抑菌防病机理,以蘑菇渣、浒苔粉、玉米秸秆、凹凸棒和生物炭按照不同组合制备的4种堆肥为研究对象,采用菌丝生长速率法分析堆肥浸提液对烟草黑胫病菌的抑制效果,并进一步通过扫描电镜观察菌体超微结构;采用盆栽试验,考察4种堆肥对烟草黑胫病的防治效果,并从烟草植物防御酶活性、土壤理化性质和土壤酶活性的角度揭示防治机理。结果表明,4种堆肥浸提液原液对病原菌菌丝生长均有明显的抑制作用,最高抑制率达85.54%,且电镜结果显示菌丝体受到严重破坏,而高温灭菌液几乎无抑制效果。盆栽试验结果表明,堆肥处理显著促进了烟株的生长发育,最大叶长、最大叶宽和最大叶面积显著增加;降低了烟草黑胫病的发生率和病情指数,其中堆肥A(蘑菇渣+浒苔粉+秸秆+凹凸棒)和AB(蘑菇渣+浒苔粉+秸秆+凹凸棒+生物炭)防效可达100%;改善了土壤理化性质和土壤酶活性,有效提高土壤pH值、速效磷含量、速效钾含量,提升土壤脲酶和酸性磷酸酶活性。综上所述,堆肥处理可通过抑制病原菌生长、改善土壤理化性质和调节土壤酶活性,有效控制烟草黑胫病的发生。

低NO_(3)^(-)胁迫抑制烟草根系质外体运输的机制研究

为探究低NO_(3)^(-)胁迫抑制烟草根系质外体运输的生理机制,以中烟100为试验材料,在水培条件下设计了0.01、0.1 mmol/L两个低NO_(3)^(-)胁迫处理,及4.0mmol/L正常NO_(3)^(-)浓度的对照处理,分析了各浓度NO_(3)^(-)对烟苗发育、根系形态、蒸腾作用、质外体途径运输、内皮层木栓化以及质外体屏障形成相关基因表达的影响。结果表明,低NO_(3)^(-)胁迫(0.01和0.1 mmol/L)烟苗根冠比显著大于对照,增幅分别为267%和125%,蒸腾量显著小于对照,降幅分别为176%和114%;PTS荧光强度显著小于对照,降幅分别为31%和27%,木质部伤流液以及地上部PTS浓度显著小于对照,降幅分别为105%、91%和103%、75%;低NO_(3)^(-)胁迫诱导烟草根内皮层的早期木栓化,木栓质沉积位置更靠近根尖;低NO_(3)^(-)胁迫诱导与质外体屏障形成相关基因的表达上调。综上,低NO_(3)^(-)胁迫诱导的内皮层木栓化抑制了烟草根系质外体途径运输。

烟草废弃物资源综合利用研究进展

在我国每年的烟叶种植与生产过程中可产生大量田间废弃物,如不加以处理不仅会严重威胁烟田生态环境,还会导致烟叶减产,因此,开展烟叶废弃物科学高效的资源化利用研究对烟草行业及其相关行业的可持续发展有着重要意义。综述了近些年高效利用烟草废弃物的主要途径及相关研究进展,包括茄尼醇、烟碱等高值化合物的提取和利用,有机堆肥的制备,生物质燃料制取,活性炭、纤维板和刨花板的制造等,旨在挖掘烟草剩余资源潜能并拓展其使用范围,以期实现烟草多用途高值利用的利益最大化,并推动烟草产业的健康发展。

典型黄壤烟田莠去津残留降解及烟草致害阈值研究

通过田间试验研究贵州典型黄壤烟田莠去津的残留和消解动态,阐明烟草的药害发生及烟草的致害阈值与安全间隔期,并分析土壤环境因素对莠去津半衰期的影响。结果表明:莠去津对烟草生长发育的抑制作用十分明显,显示为叶片瘦小、严重者畸形,老叶叶尖脉黄化。烟草株高抑制率、叶面积抑制率与莠去津施药剂量均呈极显著正相关,随莠去津施用剂量的增加,株高和叶面积的抑制率增加。莠去津在典型黄壤中降解半衰期为8.45~11.95 d,田间安全隔离期应长于48.6 d,莠去津降解半衰期与土壤有机质含量呈显著正相关,与pH和速效钾呈显著负相关,与碱解氮和有效磷含量相关性不显著。研究结果对黄壤高粱/玉米-烟草轮作系统除草剂合理施用及烟叶安全性具有重要指导价值。

16种除草剂对烟草安全性及田间防效研究

【目的】目前烟田登记使用的除草剂种类少,长期使用单一除草剂后防效不佳导致用量增大,烟田除草剂药害频发。因此,筛选对烟草安全并能高效防除烟田杂草的除草剂显得尤为重要。【方法】对7种苗前和9种苗后烟田常用除草剂进行室内安全性生测实验,并开展16种除草剂的烟田防效试验。【结果】7种苗前除草剂除50%敌草胺WP外均显著抑制烟草的出苗率和鲜重,其中50%乙氧·异·甲戊EC、330 g/L二甲戊灵EC、80%异噁·异丙甲EC和72%异丙甲草胺EC对烟草出苗率和鲜重的抑制率达到80.0%以上,50%敌草胺WP对烟田杂草的株防效和鲜重防效分别为71.35%和73.54%。在9种苗后除草剂中,推荐剂量的480 g/L灭草松AS、200 g/L敌草快·精喹AS、11%砜嘧·高氟吡OD和15%精喹·氟磺胺草醚AS喷雾对烟草株高和鲜重的抑制率在43.36%~93.16%;而推荐剂量的30%吡氟酰草胺SC、108 g/L高效氟吡甲禾灵EC、240 g/L烯草酮EC对烟草的生长没有抑制作用,并使鲜重增加了1.56%~7.91%;15%砜嘧·烯草酮OD对烟草生长抑制较低,对烟田杂草的株防效和鲜重防效分别为84.72%和87.91%。【结论】烟田高效安全的苗前除草剂推荐使用50%敌草胺WP和960 g/L精异丙甲草胺EC,但在施用前要留1个月左右的安全间隔期。当烟田禾本科、阔叶杂草较多时,推荐使用的苗后除草剂为15%砜嘧·烯草酮OD;当主要防除烟田禾本科杂草时,推荐使用108 g/L高效氟吡甲禾灵EC和240 g/L烯草酮EC;当主要防除烟田阔叶杂草时,推荐使用30%吡氟酰草胺SC。研究结果为烟田除草剂的科学合理使用提供依据。

烟草赤星病人工接种鉴定新方法研究

烟草赤星病发生于烟草生长中后期,是烟草生产上威胁最大的叶部病害之一。人工接种是确定赤星病菌致病性强弱及优势菌群,并进行烟草种质资源与品种抗病性鉴定筛选工作的关键。为了探索出室内人工接种赤星病菌的高效方法,本研究提供了一种离体叶片人工接种鉴定新方法,即孢子悬浮液伤口注射法,同时比较了不同接种方法的接种效果以及接种浓度、病原菌菌龄、叶片部位对孢子悬浮液伤口注射法接种效果的影响。结果表明:孢子悬浮液伤口注射法具有操作简便、接种率高、发病时效期短、发病程度适中、结果准确可靠的优点,接种的最佳条件是烟草赤星病菌菌龄为10 d,孢子悬浮液浓度为1×10^(6)个/mL,叶片部位为下二棚,接种量为10μL。通过该新接种方法,可快速准确地鉴定烟草赤星病或作物叶部病原真菌。

基于多元统计分析的烟草农艺性状研究

该研究通过施肥处理调控烟株长势特征,利用多元统计分析对烟草农艺性状进行研究。不同施肥处理对叶片生长发育的影响比对株高、茎围、叶数和节距的影响更加明显;方差分析和主成分分析表明,叶片长宽与茎围之间有相关性(r>0.6),株高与叶数之间具有较高的相关性(r>0.8),而节距与其他农艺性状指标相关性较弱,是一个相对独立的性状。

烟草中糖类物质检测技术研究进展

糖类物质是烟草中的一类重要化合物,在烟草燃烧过程中会发生一系列的化学反应,产生许多重要的香气成分,对卷烟的独特风味和感官品质起着至关重要的作用。因此,快速、高效、准确地检测烟草中的糖类物质对于烟草及烟草制品的研究有重要意义。本文梳理归纳了近年来烟草中糖类物质检测技术的研究进展,旨在为同类研究提供借鉴。

烟草品质性状相关基因挖掘与功能解析研究进展

高品质烟草品种培育是烟草育种的重要方面。随着烟草基因组学的发展,烟草科研工作者在品质等烟草复杂性状基因挖掘和功能解析方面取得了一系列重要的原创性研究成果,为烟草生物育种和分子设计育种的开展储备了大量基因资源。本文系统梳理了烟草多酚类物质合成、腺毛分泌物、烟碱生物合成等3个方面的功能基因挖掘和调控机理解析方面的研究进展,认为利用多组学技术、基因编辑技术、合成生物学技术等进行基因挖掘和功能鉴定分析是今后研究的重要发展方向。针对目前烟草品质育种存在的问题和不足,指出要深入开展种质资源鉴定,加强功能基因的挖掘和研究,实现新型前沿技术突破,进而为培育烟草香气品质突破性品种奠定基础。

分类树模型在烟草农业研究中的应用

介绍了分类树模型在烟草农业研究中的应用。用SPSS 16.0演示分类树模型在数据分析中的具体操作,并用一个实例介绍如何进行主因素挖掘。分类树模型操作简单,对资料的类型和分布没有严格的限定,具有广泛的适用性。

基于加热卷烟的国内烟草原料低温热解香气成分差异性分析

【目的】明确国内不同类型烟草在加热卷烟体系下的香气种类及释放量的差异。【方法】收集国内10个省份5种烟草类型的71份烟叶样品,利用热裂解-气质联用仪(PY-GC/MC)检测了样品在300℃条件下气溶胶中香气成分含量,【结果】不同类型烟草低温热裂解气溶胶中的生物碱种类、含量均有较大差异,晒红烟、晒黄烟、雪茄烟测到5种生物碱,烤烟和香料烟测到3种生物碱,晒红烟热裂解气溶胶烟碱最高,烤烟、晒黄烟、雪茄烟次之,香料烟最低,三组间差异达到显著水平,晒红烟300℃热裂解气溶胶中降烟碱、麦斯明、二烯烟碱、2,3'-联吡啶含量均最高;不同类型烟草低温热解气溶胶中香气物质种类、含量均有较大差异,检测到烤烟气溶胶有16种香气成分,晒黄烟有19种香气成分,晒红烟有18种香气成分,香料烟有13种香气成分,雪茄烟有15种香气成分。【结论】综合分析5种烟草类型热解烟气中共有的香气成分,初步认为,不同类型烟草300℃热解气溶胶中的香气成分种类和含量有较大差异;烤烟、晒黄烟的热解气溶胶中的香气成分含量相近,属于香气成分较高的烟草类型,香料烟组次之,雪茄烟、晒红烟组最低;晒黄烟可能是香气种类丰富且含量较高的一类烟草类型。

烟草疫霉拮抗菌的分离鉴定及其生防和发酵特性

以湖南郴州广西中烟基地单元黑胫病发病区域采集的健康烟田土壤为样本,采用土壤原位平板培养法,从卵菌类群中的烟草疫霉生长的平板上筛选出1株对烟草疫霉有抑制作用的真菌LYQ01。经过18S-ITS序列扩增测序比对,发现该菌与拜赖青霉(Penicillium bilaiae)序列的匹配率为99.65%,因此初步鉴定为拜赖青霉。随后参照土壤磷循环有关的拜赖青霉菌株ATCC 20851的全基因组测序数据,设计4对引物,随机扩增得到次级代谢产物合成有关基因簇的4个片段,总长度约6 kb,测序后比对发现该菌的4个片段序列与拜赖青霉ATCC 20851的相似性达到了99.9%。利用该青霉菌进行烟草疫霉菌平板对峙试验,以及青霉菌发酵原液、提取液进行烟草疫霉和根结线虫的生防试验,论证其分泌的酶与代谢产物对植物根结线虫、烟草黑胫病菌具有抑杀作用。由于菌剂生产过程中调低pH值可以防止杂菌污染,因此确定青霉菌生长的酸性阈值为pH值2.5。利用几种单糖等有机碳源,初步分析该菌对碳源的利用情况,结果显示,木糖与燕麦片最适合作为青霉菌生长的碳源,其次是葡萄糖与果糖,最佳浓度为0.5 g/100 mL。为了后续对该菌株进行遗传操作,确定潮霉素B可以用于构建菌株遗传操作体系,其应用时的浓度范围为125~250μg/L。

基于数字化描述的烤烟中部叶外观质量评价方法研究

为阐明不同典型生态区烟叶外观质量特征及区域间差异,跟踪了2019—2021年11个典型生态区46个县的230个试验点的烟叶样品,通过构建“刻度尺”模式外观质量数字化描述评价方法,对不同生态区中部烟叶样品进行评价。结果表明,烤烟外观质量指标间存在极显著相关关系,不同区域间外观质量差异较明显,其中武夷山区和皖南山区单项指标和综合评价分值较高,其次是云贵高原、南岭山区、秦巴山区、东北产区、中原产区;黔中山、武陵山区、鲁中山区、雪峰山区整体品质偏低。年际间比较,2019年与2020、2021年单项指标和综合评价差异较明显,2020年与2021年际间无明显差异,样品质量较稳定。