杂交种“豫烟11”赖百当二萜含量和腺毛密度的定向改良

【背景和目的】豫烟11是由8306与MSK326杂交而来的烤烟品种,因其父本8306腺毛分泌物中含有赖百当二萜而具有晾晒烟的香气特征。为彰显豫烟11的烤烟特色香气风格,对其腺毛分泌物的含量和组成进行定向改良。【方法】利用8306-1(NtCPS2敲除的8306)与MSK326杂交获得豫烟11-1,利用8306-2(NtCPS2、NtCycB2共同敲除的8306)与HK326(NtCycB2敲除的K326)杂交获得豫烟11-2,对其农艺性状、腺毛形态和腺毛分泌物进行测定,并对相关基因序列及表达水平进行分析。【结果】(1)分子检测表明,豫烟11-1、豫烟11-2中的NtCPS2均为突变型;豫烟11-1中的NtCycB2为野生型,而豫烟11-2中的则为突变型。(2)田间试验表明,豫烟11-1、豫烟11-2生长发育正常,农艺性状与豫烟11基本一致;豫烟11-1腺毛密度与豫烟11相比无显著差异,豫烟11-2腺毛密度比豫烟11提高了40.6%;豫烟11-1、豫烟11-2腺毛分泌物中均不含有赖百当二萜,豫烟11-1腺毛分泌物含量与豫烟11相比无显著变化,豫烟11-2腺毛分泌物含量比豫烟11提高了70.2%。(3)qRT-PCR分析表明,豫烟11-1中二萜合成相关基因NtCPS2、NtABS、NtCBTS、NtCYP71D16的表达量与豫烟11相比无显著差异,但在豫烟11-2中则显著提高,而二萜合成上游基因NtGPPS、NtGGPPS的表达量在3个株系间无显著变化。【结论】本研究利用NtCPS2和NtCycB2基因突变,实现了豫烟11腺毛密度、腺毛分泌物组分和含量的定向改良,为针对上述性状的分子育种提供了范例。