基于CP基因的中国云南省烟草TMV群体遗传多样性分析

为探明云南烟草上烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)的群体遗传多样性特征,本研究使用TMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因的特异性引物对采自云南各烟区的疑似烟草花叶病样品进行检测,通过克隆测序获得138个TMV CP基因序列,对其进行了一致性比对,及系统发育、错配分布、遗传变异、群体多样性等分析。变异分析显示,138条CP基因序列共有变异位点数122个,占总位点数的25.42%,变异类型只有核苷酸替换,核酸多样性为0.018,单倍型多样性为0.970;一致性比对结果显示,138条序列的核苷酸和氨基酸序列一致性均为96%~100%;重组分析未检测到重组信号;对来自云南烟草,NCBI上其他地区烟草及云南地区其他寄主的TMV分离物的CP基因进行系统发育分析,结果显示,所有TMV分离物在进化上可分为4个组,本试验获得的分离物分布在1、2、3组,其中只有来源昭通地区的分离物倾向于聚成簇,表明云南烟草TMV分离物的适应性进化受地理适应性所驱动,与寄主适应性基本无关;错配分布分析显示,云南烟草TMV群体呈多峰分布,表明该群体近期未经历群体扩张事件;群体间遗传分化分析结果表明,除昭通和曲靖烟草TMV群体与其他TMV群体之间很容易发生遗传漂变促使群体发生遗传分化外,其余大部分TMV群体之间的基因流都可以抵制遗传漂变。本研究首次报道了云南各烟区TMV分离物群体遗传变异情况,研究结果可为TMV的抗病育种和制定更为有效的防治策略提供重要参考。

云南烟草种质库种子的生活力监测

【目的】开展烟草种质库资源生活力监测,确保库存资源的安全保存。【方法】选择1979至2008年保存于云南省烟草农业科学研究院种质库的烟草种子;于1992、2005和2019年分别开展3次生活力监测,并统计分析发芽率和发芽势。【结果】种子发芽势和发芽率的年降低值与保存年限有关,保存年限越长,生活力年降低值则越高;而不同年份入库种子生活力下降速率并不一致;种子保存前起始生活力越高,生活力降低越慢。【结论】为了确保烟草种子的长期安全保存,应加强烟草种植过程中田间管理,以及在气象条件较好的天气下收获烟草种子,从而提高种子质量;推荐烟草种质入库发芽率≥90%,但如果条件限制,也不能低于70%;应及时监测预警生活力降至70%的种子,并安排繁殖更新;在烟草种子含水量<5.0%的超干燥和室温的保存条件下,第一次监测间隔不能长于10年,以后每次监测间隔应根据烟草种子生活力下降情况相应缩短。

云南文山加热不燃烧卷烟烟草种质资源比较研究

为筛选适宜生产加热不燃烧卷烟烟叶原料的烟草种质资源,以4个晾晒烟品种Va359、八大河晒烟、柳叶、小黑烟为材料,在丘北县开展品种比较试验,对不同品种烟草的农艺性状、产量、化学成分、感官质量等进行比较分析。结果表明:小黑烟、八大河晒烟田间烟株生长整齐,长势较强,烟叶外观质量较好;各品种的产量表现为Va359>八大河晒烟>小黑烟>柳叶。在烟叶化学品质方面,柳叶和八大河晒烟的烟碱和总氮含量整体偏高,总糖和还原糖含量偏低,但八大河晒烟的氯离子含量显著高于其他3个品种,而Va359钾含量较高;在香气前体物质含量方面,4个品种烟叶中的芸香苷、绿原酸含量相对较高,其中小黑烟烟叶中的绿原酸、新绿原酸、芸香苷、咖啡酸、山奈酚苷含量最高;总体感官评吸得分为小黑烟>八大河晒烟>柳叶>Va359。综合分析,小黑烟、八大河晒烟具有典型的晾晒烟风格特征,田间表现、感官质量等指标较优,比较适合作为加热不燃烧卷烟的烟叶原料。

云南省烟草镰刀菌根腐病病原鉴定

【背景和目的】烟草镰刀菌根腐病(Fusarium root rot)影响烟叶产量和品质,为明确云南省烟草镰刀菌根腐病病原种类。【方法】采用组织分离法分离病原并进行单孢纯化;结合形态学和分子生物学rDNA-ITS与EF-1α序列鉴定病原;采用灌根接种法测定病原菌的致病性。【结果】获得的300个菌株在PDA平板上均呈絮状,菌丝白色、紫色或粉红色,大型分生孢子无色、多孢、多为镰刀形;小型分生孢子无色、多无隔,呈椭圆形或纺锤形。经序列比对将300菌株鉴定为7个种,其中227株为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),占比75.7%;43株为茄病镰刀菌(F. solani);16株为共享镰刀菌(F. commune);8株为木贼镰刀菌(F. equiseti);3株为层出镰刀菌(F. proliferatum);2株芬芳镰刀菌(F. redolens)和1株轮枝镰刀菌(F. verticillioides)。【结论】云南省烟草镰刀菌根腐病病原为尖孢镰刀菌、茄病镰刀菌、共享镰刀菌、木贼镰刀菌、层出镰刀菌、芬芳镰刀菌和轮枝镰刀菌,其中尖孢镰刀菌为优势菌。

基于非烤烟型烟草的加热卷烟化学成分与感官品质关系研究

为研究非烤烟型烟草品种的烟叶化学成分与由其制得的加热卷烟感官品质的关系,对香料烟、晾晒烟、白肋烟、雪茄烟4种类型非烤烟型烟草烟叶样品的常规化学成分进行检测,通过代谢组学检测技术分析烟叶原料的挥发性代谢谱,采用正交偏最小二乘判别分析筛选出不同烟叶样品间的差异挥发性代谢物,并解析其与加热卷烟感官品质的相关关系。结果表明:香料烟烟叶的总糖和还原糖含量较高,白肋烟、晾晒烟和雪茄烟烟叶的植物碱、氮含量较高;白肋烟、晾晒烟、雪茄烟烟叶的挥发性代谢谱特征较相似,而与香料烟差异较大;在不同烟叶样品中,共筛选出130种差异挥发性代谢物,主要为酯类、酮类、杂环类和萜类物质;差异挥发性代谢物主要与加热卷烟烟气的细腻柔和、刺激性、干燥感、干净度得分呈显著正相关,与杂气和劲头得分呈显著负相关。

云南省玉溪烟区黑胫病发生风险相关因素分析

为探究影响云南省玉溪烟区黑胫病发生风险的相关因素,根据当地海拔、地形及主栽品种布局,于玉溪烟区建立27个黑胫病发生风险监测点,连续3年采集田间样品,检测黑胫病菌拷贝数量、土壤理化指标,分析影响玉溪烟区黑胫病发生风险的相关因素。结果显示:在统防统治条件下,云南玉溪烟区主栽品种K326、云烟87和KRK26田间病情指数与土壤黑胫病菌数量无显著相关性;而在无防控措施下,盆栽云烟87的病情指数与根际土壤病菌数量呈显著正相关,向盆栽土壤内施加的黑胫病菌孢子浓度为1×10^(4)~1×10^(6)个/mL时,KRK26相应时期的病情指数与之显著正相关;土壤pH和有机质含量与黑胫病病情指数显著负相关;土壤电导率、碱解氮含量、速效钾含量、土壤类型、拮抗菌数量、耕作模式及后茬作物等因素在一定程度上影响黑胫病严重程度,亦可能与前述主要因素单一或综合作用,导致病害流行。本研究分析了玉溪烟区黑胫病发生的影响因素,可为玉溪烟区黑胫病发生风险预测预报和感病品种区域布局等提供理论依据。

烟田节肢动物群落生态学研究进展

本研究旨在探讨生态系统中节肢动物群落的组成结构与多样性,这对于了解节肢动物群落的生态功能至关重要。烟田作为一种特殊的农田生态系统,其生物多样性和群落结构对农业生态系统的可持续发展具有显著影响。研究首先报告了烟田节肢动物群落组成的现状,包括中国不同烟区优势害虫和天敌的组成情况、动态、多样性及其测度方法;其次,对烟田节肢动物群落多样性的影响因素进行概述,如农业栽培管理措施、化学药剂使用、有机农业和生物防治等这些因素对烟田节肢动物群落的物种多样性和丰富度产生直接或间接的影响。最后,分析了当前研究中存在的问题和挑战,讨论了DNA条形码技术和人工智能在节肢动物种类快速准确鉴定中的应用,并展望了使用无人机高光谱影像实时动态测量等技术在节肢动物多样性调查中的未来应用。通过对烟田节肢动物群落生态学的综合分析和总结,为烟田生态系统的保护和管理提供科学依据和指导。

基于CP基因的云南烟草花叶病毒RT-LAMP快速检测体系的构建

为快速检测云南烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV),本研究根据来自云南烟草TMV分离物的外壳蛋白(CP)基因保守核苷酸序列,设计了5组引物进行筛选,并采用单一变量法对反应的温度、时间、甜菜碱浓度、dNTPs浓度、Mg2+浓度及内、外引物浓度比等进行逐一优化,建立了云南烟草TMV逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测体系。结果表明,最佳引物组为第4组,最适反应温度为60℃,甜菜碱、dNTPs、Mg^(2+)的最佳反应浓度分别为0.6、0.4、2.0 mmol/L,最佳内、外引物浓度比为4∶1,最佳反应时间40 min。优化后的RT-LAMP经SYBR Green I染色可肉眼判断结果,特异性高,灵敏度是常规RT-PCR的10倍。RT-LAMP检测体系的建立为云南烟草TMV的检测提供了一种便捷、高效、可靠的方法。

芽孢杆菌应用方式降低烟叶烟草特有亚硝胺含量的研究

【目的】研究短小芽孢杆菌05-5402和高地芽孢杆菌J54应用方式对烟叶中烟草特有亚硝胺(tobaccospecific nitrosamines,TSNAs)含量的影响。【方法】将TSNAs降解菌种施加于生长中的白肋烟和旱烟,采收成熟的烟叶,晾制后检测烟叶中的TSNAs含量;利用菌种发酵烘烤后的烟叶,分析不同发酵方式对烤烟烟叶中TSNAs含量的影响。【结果】(1)在晾晒烟的生长过程中,施加芽孢杆菌菌液能极显著降低烟叶TSNAs的含量,其中,05-5402对白肋烟TSNAs的降解效率较高,为54.75%~60.78%;而J54对旱烟TSNAs的降解效率较高,为53.23%~63.18%。(2)与固态发酵相比,液态发酵模式下菌株降解TSNAs的效果更好,05-5402和J54分别能显著降低烟叶中31.99%和35.86%的TSNAs。【结论】短小芽孢杆菌05-5402和高地芽孢杆菌J54能有效降低烟叶的TSNAs含量,并且在多种处理方式下均有较好的效果。

3种类型烟草种质资源烟叶生物碱等化学成分差异性分析

为筛选能为科研、生产和育种利用的优异烟草种质资源。对来源于国内外的141份烤烟、18份白肋烟和6份雪茄烟的烟叶常规化学成分和主要生物碱进行检测、比较和聚类分析。结果表明:总糖和还原糖含量以烤烟最高,总氮、烟碱和氧化钾以白肋烟种质最高。总植物碱和烟碱含量以烤烟种质自来黄2243最高,雪茄烟种质Dutch(Ohio)最低;降烟碱和烟碱转化率以烤烟种质平板柳叶最高,以烤烟种质二性子和白肋烟种质Burley11B最低。聚类分析将165份种质分成4类,烤烟种质主要集中在第1和第4类,其主要特征是总糖和还原糖含量较高,烟碱转化率较低;第2类的总糖和还原糖含量低,总氮、总植物碱和氧化钾含量高;第3类的烟碱和总植物碱含量低,降烟碱含量高,烟碱转化率高。不同类型种质资源的化学成分和生物碱差异明显,筛选出的不同梯度烟碱的种质可为烟碱的进一步研究提供材料支撑。

烟草种子成熟过程的蛋白组学研究

【目的】研究烟草种子成熟过程的蛋白变化规律,筛选与烟草种子成熟相关的标记蛋白。【方法】以同位素标记相对和绝对定量技术(iTRAQ)为基础,研究烟草种子成熟过程蛋白组的变化。【结果】从不同成熟度烟草种子中鉴定出14 316个肽段、2852个蛋白,其中1973个蛋白至少包含2个特征肽段,占总蛋白数的69.18%。在授粉后21~27 d随着烟草种子发育进程差异表达蛋白数量逐渐增多,在27~31 d趋于稳定,在31~33 d差异表达蛋白数量迅速回落,变化趋势与发芽率变化趋势一致。筛选出4个差异蛋白,他们在种子发育前期表达量不断上升并在适熟时期(授粉后第31 d)表达量达到最高,随后表达量急剧下降。【结论】烟草种子发育过程不同阶段差异蛋白功能的响应不同,早期主要是执行种子形成的结构功能,中期主要负责种子生命活动的生化反应,后期主要维持遗传物质的动态平衡和稳定。筛选出的成熟度相关蛋白经进一步确认后可单独或组合起来作为指示种子成熟度和质量的分子标记。

云南省烟草品种脉带花叶病的症状与抗性

通过大棚内摩擦接种,研究了20个烟草品种发生烟草脉带花叶病毒(Tobacco vein banding mosaic virus,TVBMV)的症状特征和对TVBMV的抗性。TVBMV的症状因品种是否携带抗PVY的va位点和抗TMV的N基因而异。其典型症状为脉带花叶、深绿色斑块。vava基因型烟草品种(NC55,TN86)耐TVBMV,VaVa基因型品种(K326,云烟87和云烟97等)感TVBMV。供试品种对TVBMV表现为耐病或感病,缺乏持久抗性。

云南现代烟草农业灾害保险费率探索

文章以云南烟叶灾害保险费率为研究对象,根据保费率研究理论,假设旱灾、洪涝、冰雹、风灾和病虫害的公顷均受灾、成灾和绝收产量相等,且符合均匀分布函数;假设烟叶产量符合线性分布函数,进而建立灾害受灾程度与烟叶产量损失的线性函数。利用云南开展现代烟草农业以来的灾害数据,以及云南现代烟草农业的种植面积、产量,最后得出云南全省现代烟草农业的保费率是5.30%,该数值与云南各地采用的费率数值基本相当。

云南省烟草疫霉生理小种的初步鉴定

病菌生理小种在不同地区的分布有各自特点,研究各地的生理小种特点可有的放矢安排品种,达到防病、抗病的目的。就云南省烟草黑胫病病原进行了分离纯化,采用根部创伤接种法对部分病原进行了致病性测定与生理小种鉴定。结果表明,2004年分离的39株烟草黑胫病菌株致病率为22.22%-100.00%,平均发病率为93.73%,病情指数2.8-86.1。2005年分离的45株烟草黑胫病菌株致病率为66.67%-100.00%,平均发病率为96.05%,病情指数16.7-97.2。2006—2008年对55个地方代表菌株进行生理小种鉴别,发现55个菌株在不同烟草品种上存在致病力分化,对同一品种致病力存在差异;确定有50个菌株为0号生理小种,占供试菌系的90.91%,说明云南省烟草黑胫病菌优势菌为0号生理小种,在本次鉴定的供试菌株中未发现1、2、3号生理小种。

阿南德氏链霉菌FXJ-25的鉴定及对烟草靶斑病的防效

为筛选烟草靶斑病菌拮抗菌,丰富烟草靶斑病生防资源,采用稀释涂布法和平板对峙法进行放线菌分离,筛选得到一株具有明显拮抗效果的菌株FXJ-25。基于培养特性、生理生化特性及16S rDNA基因序列分析相结合的方法对该菌株进行鉴定,分析了其诱导烟草抗性的能力,并通过盆栽试验对其防效进行了研究。结果表明,拮抗菌FXJ-25对烟草靶斑病菌的抑菌率为74.14%,可引起菌丝畸形,经鉴定该菌株为阿南德氏链霉菌(Streptomyces anandii)。FXJ-25具有广谱抗真菌活性,对瓜类蔓枯病菌(Stagonosporopsis cucurbitacearum)、烟草喀斯特炭疽菌(Colletotrichum karstii)和小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)等15种植物病原真菌均具有较好的拮抗作用,抑菌率在53.43%~100%之间。菌株发酵液还可显著提高烟苗苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)等防御相关酶的活性。盆栽防效中,菌株FXJ-25活菌液(108孢子/mL)对烟草靶斑病具有78.81%的防效。因此,FXJ-25可作为烟草靶斑病的生防材料进一步开发利用。

基于线粒体COI基因的云南西花蓟马种群遗传多样性研究

【背景和目的】西花蓟马传播的番茄斑萎病毒属病毒可侵染烟草,为揭示云南西花蓟马传播扩散趋势。【方法】以线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)COI基因为分子标记,检测23个不同云南西花蓟马地理种群的遗传多样性、遗传分化、分子变异和种群动态。【结果】基于mtDNA COI基因分析,共检测到10种单倍型,总群体的单倍型多样度(Hd)较高,为0.60700;总群体遗传分化指数(Fst)和基因流(Nm)分别为0.48031和4.46,表明云南西花蓟马各地理种群间基因交流水平较高;单倍型中介网络图没有明显分支;种群间分子变异主要来自种群内部;总群体中性检验Taijima’s D达到极显著水平,Fu’s Fs达到显著水平,且错配分布曲线中,除主峰外其余峰不明显,说明云南西花蓟马种群近期或正经历明显的种群扩张。【结论】云南西花蓟马种群遗传多样性丰富,近期种群或正经历明显扩张,应积极监测并采取有效的防控措施,保障农业生产健康发展。

云南省烤烟优良高世代新品系筛选研究

[目的]对8个高世代新品系进行筛选试验研究,筛选综合表现较好的烤烟新品系。[方法]在云南省烟草农业科学研究院以K326为对照进行小区比较试验,对参试烤烟新品系的农艺性状、经济学性状等进行比较和分析。[结果]4个高世代新品系(141、144、146和147)综合性状略优于对照K326。[结论]该研究可为今后推荐新品系参加省区试提供理论依据。

褪黑素调节烟草丁香假单胞菌抗性的功能研究

为分析褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)在植物先天免疫中的功能及调控机理,研究以病原菌丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000)—烟草互作系统为模型,检测了病原菌侵染对烟草褪黑素相关基因表达的影响,并探讨了褪黑素对植物叶片病原菌生长以及气孔开度和活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)含量的影响以及调控机理。结果表明:(1)Pst DC3000处理提高了烟草褪黑素合成(NtSNAT1)和受体(NtPMTR1)基因表达,且外源褪黑素处理降低了叶片中的病原菌含量。(2)与野生型植物相比,过表达大豆GmSNAT1基因显著提高了转基因烟草中内源褪黑素含量和NtPMTR1的表达,且转基因烟草叶片中的Pst DC3000菌落数显著下降。(3)外源褪黑素和细菌鞭毛蛋白多肽flg22处理诱导了野生型和转基因烟草保卫细胞中ROS产生和气孔关闭,且转基因植物对褪黑素和flg22诱导的气孔关闭和ROS产生比野生型烟草更加敏感。综上所述,研究表明褪黑素可能通过受体NtPMTR1介导的信号途径促进保卫细胞ROS产生,诱导气孔关闭,从而降低病原菌Pst DC3000的入侵。

烟草生物碱性状的QTL定位

生物碱是烟草的重要化学成分。为明确烟草生物碱的遗传结构,发掘控制相关性状的主效位点,以烟草品种Y3、K326为亲本,构建大小为271的重组自交系群体。分别于2018、2019和2020年在云南省昆明市石林、玉溪市研和种植群体材料,检测总植物碱(TPA)、烟碱(NIC)、降烟碱(NOR)、假木贼碱(ANAB)和新烟草碱(ANAT)5种生物碱表型。对群体进行基因组测序,构建包含46,129个标记的遗传连锁图谱。利用基于混合线性模型的QTL定位方法及软件QTLNetwork2.0,进行QTL定位分析。共定位15个具有显著加性效应的QTL,加性效应对表型贡献率为0.58%~11.57%。其中4个主效QTL即控制总植物碱的qTPA14、烟碱的qNIC14、假木贼碱的qANAB14和新烟草碱的qANAT14,均可以解释相应性状10%以上的表型变异,且均位于14号连锁群上。6个QTL具有显著的加性与环境互作效应,对表型贡献率为0.80%~1.81%。5对QTL具有显著加性-加性上位性效应,对表型的贡献率为0.15%~2.31%。2对QTL具有显著的上位性与环境互作效应,对表型的贡献率为0.81%~1.16%。研究结果为进一步分离候选基因、解析遗传机理和促进烟草生物碱性状分子改良奠定了基础。

云南现代烟草农业发展分析

通过全面分析现代烟草农业的内涵特征,系统梳理分析云南烟叶现化发展现状、发展模式、现代化进程以及主要存在问题,提出云南现代烟草农业发展的政策建议,从而加快云南省烟叶现代化发展,推动"三农"问题的解决。