烟草细胞质雄性不育系K326 MADS-box和SUPERMAN基因的特征

细胞质雄性不育是杂种生产的重要工具,也是研究细胞核与细胞质互作的良好系统,但其机制仍不清楚。本研究以细胞质雄性不育系K326为材料,研究了烟草细胞质不育系雄蕊异常与花发育基因表达的关系。细胞质雄性不育系K326源于普通烟草天然不育株,用烤烟品种K326连续回交培育而成,不仅具有心皮化雄蕊现象,同时也有花瓣化雄蕊现象,异常雄蕊基部融合为一体。本研究首先用生信手段对控制普通烟草花发育的MADS-box基因和边界基因SUPERMAN进行了全基因组鉴定,分析了它们染色体定位和共线性,预测了B类基因和SUPEMAN基因的顺式作用元件,并研究了它们在不育系和保持系不同时期花蕾中的表达特征。结果表明,烟草共鉴定出160个MADS-box基因和5个SUPERMAN基因。这些MADS-box基因中有7个B类基因(4个PI基因,3个AP3基因),79个MADS-box基因定位于22条染色体上,3个SUPERMAN基因定位于3条染色体上。共线性分析表明,串联和片段DNA重复、倍加作用是MADS-box基因家族扩张的驱动力。观察发现,细胞质雄性不育系K326异常雄蕊在小蕾期就已出现,暗示细胞质雄性不育K326中雄蕊异常是早期分生组织发育缺陷的结果。qPCR检测表明,细胞质雄性不育系及保持系中可以检测到7个B类基因和1个SUPERMAN基因表达。PI基因表达水平NitMADS115在保持系各个时期均高于不育系;AP3基因NitMADS72、NitMADS100表达水平在保持系各个时期均低于不育系;其他基因呈现小蕾期和大蕾期下调,中蕾期上调。SUPERMAN基因只在保持系小蕾和中蕾期可以检测到,而不育系各个时期中均无法检测到;顺式作用元件分析表明,NitMADS115具有生长素响应元件AuxRR。因此,生长素可能在烟草细胞质逆行调控细胞核起重要作用。

基于中药复配剂的烤烟化学农药减量增效研究

为明确中药复配剂与减量化学农药联合施用对烤烟生长发育、病害防治、经济性状、化学成分和烟叶品质的影响,采用大田试验,设置T1(常量化学农药)、T2(常量中药复配剂)、T3(常量中药复配剂+减量25%化学农药)、T4(常量中药复配剂+减量50%化学农药,以清水为对照(T5,CK),共5个处理。结果表明,中药复配剂与减量化学农药联用对病害防治、农艺性状、产值及烟叶质量均有一定的提升效果。其中,常量中药复配剂与减量50%化学农药联用(T4)整体效果最好,产量较CK提高了18.52%,产值较CK提高了27.15%。在减少化学农药用量的同时,对赤星病的防效达40.35%,空胫病发病率较CK降低了1.40个百分点,同时对烟叶致香物质总量及烟叶评吸质量亦有提升作用。

烟草雄性不育花蕾发育过程中几种物质含量的变化

对烟草雄性不育系和相应的保持系花蕾中游离脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖含量进行了分析。结果表明,不育系花蕾的脯氨酸含量在小花蕾阶段与其保持系的相差不大,但从中花蕾开始,保持系花蕾中的脯氨酸含量急剧上升,而不育系花蕾的脯氨酸含量则基本保持稳定,因而不育系花蕾的脯氨酸含量在大花蕾时期比保持系的低得多。不育系花蕾中的可溶性蛋白质含量都比其保持系的低,而且随着花蕾的发育,这种差距还有扩大的趋势。不育系花蕾中可溶性糖含量在小花蕾和中花蕾时期都比其相应的保持系的略高,而在大花蕾阶段则又都比其保持系的略低。所有这些差异与烟草的雄性不育性有一定的关系。

雄性不育烟草花蕾中SOD、POD和CAT活性研究

通过对4个烟草雄性不育系及其保持系不同大小花蕾的SOD、POD和CAT活性的测定,研究烟草雄性不育性与花蕾中SOD、POD和CAT活性的关系。结果表明:4个不育系的小、中、大花蕾SOD活性都比其相应的保持系更高;除MS云烟85的小花蕾POD活性低于其保持系外,各不育系不同大小花蕾的POD活性都比其相应的保持系高;4个不育系的小、中、大花蕾的CAT活性都不同程度地低于其保持系。

烤烟五步烘烤法与三段式烘烤法的烘烤效果比较

五步烘烤法和三段式烘烤法的对比试验结果表明，五步烘烤法的综合效果比三段式烘烤法的好，其中下部烟叶的外观质量较好，上等烟比例和均价都高，上部烟叶和下部烟叶的化学成分更为协调。

烟草胞质雄性不育性与花蕾组织内源激素的平衡关系

对烟草雄性不育系和相应的保持系花蕾内源激素含量比值进行了分析。结果表明:从小花蕾、中花蕾至大花蕾,不育系各发育时期花蕾的IAA/ABA、GA3/ABA、ZT/ABA值均高于相应的保持系,且不育系花蕾中的IAA/ABA、GA3/ABA、ZT/ABA比值变化起伏较大,而各保持系花蕾中的IAA/ABA、GA3/ABA、ZT/ABA比值变化则比较平稳,说明不育系花蕾中几种内源激素的平衡关系出现了异常,这可能与雄性不育有关。

不同生态条件下烤烟的适宜品种与施肥量研究

研究了K32 6、G80、G2 8在不同生态条件下的适应性及其适宜施肥量。结果表明 ,K32 6适应性强 ,在信丰试点和南昌 (省烟科所 )试点的综合效果都好 ,G80在南昌 (省烟科所 )试点的效果好 ,G2 8在乐安试点的效果好。各品种的适宜施肥量都是纯N :15 0kg/hm2 (m(N)∶m(P2 O5)∶m(K2 O)为 1∶1∶2 .5 )。

异常线粒体基因ORF25可能导致烟草雄性不育

克隆和测定烟草胞质雄性不育系MS革新3号及其保持系革新3号线粒体基因ORF25的序列。结果表明:保持系的ORF25基因序列能推导出完整的氨基酸序列,应该具有正常的生物学功能;而雄性不育系的ORF25基因序列与保持系有较大差异,共有11个位点发生了变化,特别是在89位点发生的碱基C→A的变化及336位点发生的碱基T→A的变化,使得雄性雄性不育系在这2个位点出现终止密码子(TAA和TGA),导致不育系的ORF25基因不能推导出完整的氨基酸序列,使该基因不能产生完整的蛋白质多肽。因此,烟草雄性不育系的ORF25基因不能发挥其在保持系中所发挥的作用,这是否与烟草的雄性不育性有关还有待于进一步深入研究。

烟草胞质雄性不育系与保持系线粒体DNA的RAPD分析

用124个10碱基随机引物对烟草2对雄性不育系及其保持系线粒体DNA的RAPD分析表明,不育系与保持系间有112个引物未扩增出多态性片段,占引物总数的92.56%,这反映了不育系和保持系线粒体的同源性。同时,在不育系与保持系的线粒体基因组间也发现了明显的差异,这些差异片段与雄性不育的关系还需进一步研究。

品种与施肥量对烤烟生长发育及产质量的影响

品种与施肥量对烤烟的生长发育及产质量都有很大影响。株高、节距和单株有效叶数受品种的影响较大 ;茎围、单株叶面积、叶面积指数 (LAI)、平均单叶重和产量受施肥量的影响较大 ;叶片大小、上等烟比例、均价及产值则受品种和施肥量的影响较大。施肥量增大 ,烟株生长发育加快 ,产量增加 ,但品质下降 ;3个品种的生长发育各有优势 ,产量相近 ,品质则G2 8的较差。南昌地区以K32 6和G80在中等施肥 (N 1 5 0kg/hm2 ,N∶P2 O5∶K2 O为 1∶1∶2 .5 )条件下产量较高、品质好。

植物生产类专业《作物栽培学》实践教学模式研究

结合国家级植物生产类专业实验教学中心的建设,分析了《作物栽培学》原有实践教学模式存在的主要问题,探讨了农学专业《作物栽培学》实践教学课程的教学模式改革,论述了新实践教学模式对学生实践能力、创造能力、就业能力和创业能力培养的重要作用。

云烟85胞质雄性不育烟草雄蕊发生的细胞学观察

雄性不育烟草MS云烟85的雄性败育发生在雄蕊原基分化后至孢原细胞形成前,在开放花朵中常能见到败育的雄蕊,其特征是花丝缩短,花药畸形、内无花粉或花粉空瘪。与正常烟草(保持系)子房由2心皮组成不同,雄性不育烟草MS云烟85子房都由3心皮组成。

烟草杂种优势及杂交制种研究进展

综述了烟草杂种优势利用与杂交制种技术的进展 ,概括了烟草杂种优势的各种表现 ,着重介绍了我国烟草杂交制种所取得的成果 。

新质源雄性不育烟草MS革新3号雄蕊发生的细胞学观察

雄性不育烟草MS革新3号的雄性败育时期发生在雄蕊原基分化后至孢原细胞形成前,在开放花朵中很少能见到退化的雄蕊,偶或有退化雄蕊的,也没有正常花药的形成,仅有退化花丝和畸形萎缩花药,花药内空无一物。与正常烟草(保持系)子房由2心皮组成不同,雄性不育烟草MS革新3号子房绝大多数都由3心皮组成。

烟草花蕾中内源激素含量与雄性不育性的关系初探

采用高效液相色谱法测定了烟草细胞质雄性不育系及其相应保持系花蕾发育过程中IAA,GA3,ZT及ABA4种内源激素含量的动态变化。结果表明,从小花蕾→中花蕾→大花蕾,烟草雄性不育系花蕾中IAA和ZT含量都比相应保持系的高;而不育系花蕾中GA3和ABA含量都比保持系的低。据此认为烟草花蕾内源激素含量的变化与雄性不育的发生有密切关系。

烟草游离脯氨酸含量与雄性不育性的关系

对烟草雄性不育系和相应的保持系花蕾及叶片中游离脯氨酸的含量进行了分析。结果表明,花蕾中不育系的脯氨酸含量在小花蕾阶段与其保持系非常接近,但从中花蕾开始,保持系花蕾中的脯氨酸含量急剧上升,而不育系花蕾中的脯氨酸含量则基本保持稳定,因而,不育系花蕾中的脯氨酸含量在大花蕾时期明显低于其保持系;叶片中生育前期不育系的游离脯氨酸含量和相应保持系之间基本上没有大的差异,仅在生育后期存在一定的差异,但这些差异变化无规律性。因此,花蕾中游离脯氨酸含量与烟草雄性不育性有密切的关系,不育系花蕾中脯氨酸含量低是雄性不育性导致的结果;叶片中游离脯氨酸含量与烟草雄性不育性没有直接关系。

烤烟双低烘烤法应用研究

研究了双低烘烤法的应用效果。结果表明，双低烘烤法的效果比传统烘烤法要好得多，其上等烟比例和均价有很大提高，烟叶的外观质量及内在化学成分都有明显改善。通过讨论双低烘烤法的优点和存在的问题，指出了在没有更好的烘烤技术之前。

烟草雄性不育的分子机理研究进展

综述了烟草雄性不育分子机理研究的最新进展 ,包括 :线粒体DNA与雄性不育 ;叶绿体DNA与雄性不育 ;核DNA与雄性不育等研究。

追肥结束期对烤烟生长发育及产质量的影响

以K326为材料,在南昌进行了3个追肥结束期对烤烟生长发育和产质量影响的研究。试验结果表明,追肥结束期早(栽后25d)有利于提高烟株的株高、总叶数、有效叶数、单株叶面积及上部10叶的叶面积和产量;追肥结束期中(栽后35d)有利于提高上等烟比例、均价和产值;追肥结束期晚(栽后45d)有利于提高平均单叶重及上中等烟比例。认为烤烟追肥结束期以栽后25～35d为宜。

施肥量及基追肥比例对烤烟产量与品质的影响

通过田间小区试验，在施Ｎ量为１１２．５～１８７．５ｋｇ／ｈｍ￣２（Ｎ：Ｐ＿２Ｏ＿５：Ｋ＿２Ｏ为１：１：２），基肥Ｎ占３０％～７０％的范围内，研究了施肥量及基追肥比例对烤烟生育、产量和品质的影响。结果表明：随着施肥量的增加，烟株的生长发育加快，但施肥量过大对烟株前期生育有不利影响；烤烟产量随施肥量增加而递增，品质则随施肥量增加而下降。当施Ｎ量为１５０～１８７．５ｋｇ／ｈｍ￣２时，以基肥Ｎ占５０％的烟株生长发育最好，产量高，品质佳；当施Ｎ量为１１２．５ｋｇ／ｈｍ￣２时，以基肥Ｎ占７０％的为最好。