烟草长柄分泌型腺毛的遗传分析

烟草长柄分泌型腺毛的分泌物对烟叶的品质有重要影响,为了明确长柄腺毛的遗传特性,以纯合长柄分泌型腺毛烟草材料T.I.1068为父本、非分泌型腺毛烟草材料T.I.1112为母本,构建6个世代的群体(P1、P2、F1、F2、BC1、BC2),利用主基因+多基因混合遗传模型分离分析方法,研究烟草长柄分泌型和非分泌型腺毛的遗传规律。结果表明,烟草长柄分泌型腺毛与非分泌型腺毛相对比例的遗传由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性上位性多基因模型控制。BC1、BC2和F2世代主基因的遗传率分别为80.05%、97.88%和96.50%,主基因遗传率很高,可以在早代进行腺毛种类的选择;BC1、BC2和F2世代多基因的遗传率分别为16.15%、1.55%和2.75%,BC1代应考虑多基因的影响,BC2和F2代多基因的影响较小。可见,长柄分泌型与非分泌型腺毛相对比例的遗传受2对主基因控制,以主基因效应为主,受基因间的互作的影响。

茉莉酸甲酯对烟草分泌型和非分泌型腺毛形态发生的影响

为解析茉莉酸对烟草腺毛发生的影响,本文以高分泌型普通烟草T.I.1068和非分泌型普通烟草T.I.1112为材料,喷施不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA),并对处理前后的叶片和茎表面腺毛进行形态学比较观察。结果发现:(1)T.I.1068腺毛包括长柄分泌型和短柄分泌型两类,腺毛密度随着MeJA浓度的增加而增加,但腺毛类型保持不变。(2)T.I.1112腺毛包括非分泌型和短柄分泌型两类,长柄分泌型腺毛在MeJA处理后出现,其密度随MeJA浓度的增加而增加,而非分泌型腺毛和短柄分泌型腺毛的密度并无明显变化。该结果表明,MeJA对烟草长柄分泌型腺毛发生具有强烈的诱导作用,而对非分泌型腺毛的发生并无明显影响,反映出不同类型的烟草腺毛具有不同的发生调控机制。

分泌型和非分泌型烟草叶面腺毛对镉胁迫的应答反应研究

腺毛作为植物表皮细胞的特化结构,在植物与环境互作中起重要作用。为探究不同类型腺毛在镉(Cd)胁迫中所发挥的作用,以非分泌型烟草品种T.I.1112和分泌型烟草品种T.I.1068为材料,研究二者对Cd胁迫的耐受性差异、腺毛形态和叶片中Cd积累的动态变化规律。结果发现,分泌型烟草品种T.I.1068对Cd的耐受性明显高于非分泌型烟草品种T.I.1112。显微观察发现,Cd胁迫下分泌型烟草品种和非分泌型烟草品种叶面腺毛密度都明显增加,但腺毛类型保持不变。电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测发现,烟叶中的总Cd含量随处理时间延长而逐渐增加,分泌型烟草品种和非分泌型烟草品种叶片的总Cd含量基本一致,但二者叶表面的Cd含量存在显著差异,分泌型烟草叶面的Cd含量远远大于非分泌型烟草。表明分泌型腺毛能排出烟叶中的Cd,降低烟叶中的镉含量,对提高烟草对Cd胁迫的耐受性具有重要作用,结果为烟草品种改良、提高烟草制品安全性及土壤修复等方面提供理论基础。

高分泌型无赖百当烟草8306突变材料的创制与分析

8306是具有晾晒烟风格的烤烟育种材料。在前期试验中创制了NtCPS2基因突变株系8306-1,抑制了晾晒烟风格代表性物质赖百当二萜的合成。为进一步提高8306-1株系中西柏烷二萜和蔗糖酯含量(质量分数),采用基因编辑技术对8306-1株系的NtCycB2基因进行敲除,获得了纯合突变株系8306-2。与8306、8306-1株系相比,8306-2株系生长发育正常,农艺性状无显著差异。8306-2株系中长柄分泌型腺毛密度显著高于8306和8306-1株系,且存在较多的分枝型腺毛。8306-2与8306-1株系腺毛分泌物组成成分相同,均缺少8306中的顺冷杉醇和赖百当二醇等赖百当类化合物;且8306-2株系叶面化学成分含量(质量分数)比8306和8306-1株系显著提高,其中西柏烷二萜含量分别提高95.7%和93.4%,蔗糖酯含量分别提高60.8%和62.5%。qRT-PCR检测分析发现,8306-2株系中NtCBT、NtCYP71D16、NtCPS2和NtABS 4个二萜合成关键酶基因的表达水平显著高于8306-1和8306株系,而二萜合成的上游基因NtGPPS和NtGGPPS的表达无显著变化。表明8306株系中NtCycB2基因和NtCPS2基因的共敲除,在有效抑制赖百当类物质合成的基础上显著增加了烟草腺毛密度和腺毛分泌物含量。