黄花烟草(Nicotiana rustica)、迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)与Nicotiana tabacum K326互交亲和性的荧光鉴定

利用荧光显微镜对烟草互交组合Nicotiana tabacum K326×Nicotiana rustica与Nicotiana tabacum K326×Nicotiana debneyi授粉后花粉管生长部位和形态进行观察比较。结果显示,在正交组合中,N.rustica、N.debneyi花粉管大量生长进入Nicotiana tabacum K326花柱离柱头3/4区间后停止生长,在停止生长部位弯曲、膨胀,形成大量不规则胼胝质颗粒;用蒙导法、切割花柱法、已开放花朵授粉及已开花朵重复涂抹授粉等方法均未能有效促进2个父本花粉管在K326花柱中生长,而蕾期授粉花粉管可以生长进入子房,但授粉后没有获得种子;在反交组合中,K326花粉管可以在N.rustica、N.debneyi花柱中大量生长并进入子房,N.debneyi授粉后获得种子,种子萌发率为(49.67±1.53)%。

本生烟草愈伤组织的诱导和再生体系的建立

以本生烟草为材料,研究了不同激素组合对本生烟草愈伤组织诱导和植株再生的影响。结果表明:当本生烟草叶片在MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L KT培养基中培养时,其出愈率最高,愈伤组织生长状况最好;在MS+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA培养基中不定芽生长最快,但存在一定程度的玻璃化现象;MS+3.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA培养基中不定芽长势较慢,但玻璃化程度较轻;对于生根诱导,MS、1/2MS培养基都可诱导不定根的产生,但NAA对根的生长更有效。

大肠杆菌otsB基因的克隆与转化本生烟草的初步研究

海藻糖是一种非还原糖类,可作为渗透调节剂,提高生物在非生物胁迫条件下的抗逆能力。6-磷酸海藻糖磷酸化酶(TPP)是海藻糖生物合成中的重要酶类,在大肠杆菌中,ots B基因编码TPP。以大肠杆菌的基因组DNA为模板,通过菌落PCR技术克隆得到ots B基因。将目的基因和p2300-GFP相连,从而构建p2300-ots BGFP表达载体。利用根癌农杆菌介导的叶盘法转化本生烟草,将ots B导入到受体细胞中。通过组织培养和抗生素筛选,初步获得具有抗性的转基因本生烟草。

大肠杆菌otsA基因的克隆和转化本生烟草

海藻糖是一类重要的渗透调节剂,可以提高植物抵抗多种非生物胁迫的能力。6-磷酸海藻糖合成酶(TPS)是海藻糖生物合成的关键酶,在大肠杆菌中,ots A基因编码TPS。本试验通过PCR技术克隆ots A基因,构建p2300-ots A-GFP表达载体,用农杆菌介导的方法将ots A基因导入到本生烟草中。对筛选获得的转基因植株进行检测表明,ots A基因已成功整合到本生烟草的基因组中,并能进行有效转录。而且研究发现,转基因幼苗在含有150mmol/L Na Cl的培养基中能够生长,具有一定的抗盐胁迫能力。

烟草黑胫病原菌(Phytophthora parasitica Var·nicotianae)生理生化特性的研究

本文主要介绍了用人工合成培养基测定烟草黑胫病原菌的致死温度、最适生长的pH值和能够生长的pH值范围的方法及结果。对黄河等“适宜于马铃薯晚疫病菌的一种液体合成培养基”,在配方和实验方法上做了一些改进。通过实验,进一步证实了该菌在营养生长过程中钙素的重要性和三羧酸循环(TCA)中有机酸的重要性;该菌的营养生长并不需要较复杂的营养条件。

烟草Nicotiana glauca遗传瘤的诱导

以往的研究证明一些烟草杂种能自发形成遗传瘤,而正常条件下杂交亲本各自本身并不能自发形成遗传瘤。该研究首次从烟草Nicotiana glauca品种中诱导产生出遗传瘤,这些N.glauca遗传瘤与杂种N.glauca×N.langsdorffii遗传瘤具有相同的特征,即在无激素的培养基上能正常分化、对外源植物激素不敏感等特点。该研究结果同时还进一步证明种间杂交并不是诱导烟草产生遗传瘤的唯一因素。

本生烟草组培再生及遗传转化的研究

[目的]获得本生烟草转胰高血糖素样肽-1基因植株。[方法]以本生烟草无菌苗叶片为外植体材料,建立本生烟草再生系统,通过农杆菌叶盘法浸染进行遗传转化,获得本生烟草转胰高血糖素样肽-1基因植株。[结果]通过多重比对和重复,确定本生烟草叶片最适分化培养基为MS+1.5mg/L6-BA+0.1mg/LNAA,生根培养基为MS+0.1mg/LIBA;经由卡那霉素浓度梯度试验,确定选择压力为5mg/L卡那霉素;对经卡那霉素筛选获得的抗性芽进行GUS组织化学检测,获得阳性信号。[结论]初步证实外源基因胰高血糖素样肽-1已整合到本生烟草基因组中。

AtHKT1启动子转化本生烟草的初步研究

HKT蛋白家族主要参与控制K+的吸收和K+/Na+的选择性运输,对提高植物抗胁迫能力具有重要的作用。为了研究At HKT1组织表达水平与植物耐盐性的关系,利用生物信息学技术对HKT类蛋白的同源性、At HKT1基因表达情况及其启动子顺式作用元件进行分析和预测,在此基础上将At HKT1启动子导入到本生烟草细胞中,根据GUS染色结果,分析At HKT1基因在本生烟草中的组织表达水平。生物信息学分析结果显示,拟南芥和小麦处于不同的进化分支,亲缘关系较远,提示At HKT1的功能可能与小麦中相应蛋白存在一定的差异。At HKT1基因在拟南芥许多器官和组织中都有丰富的表达,其中在叶、根和花中的表达量较高,证实At HKT1基因可能具有重要的生理功能。At HKT1启动子可能是一个逆境响应启动子,包含多种能够响应环境胁迫的重要元件。因此,At HKT1基因表达很可能受到环境胁迫的调控。GUS染色结果显示,转pHKT1-gus本生烟草幼苗叶、维管系统、根以及花的染色较深,进一步证实At HKT1在这些区域表达量较高。以上结果表明,At HKT1基因表达调控有利于实现Na+的转运,进而调节植物耐盐性。除此之外,还可能有其他一些未知的功能,这进一步增加了At HKT1功能的复杂性。目前,有关HKT类蛋白K+和Na+转运方式的机制并不明确,通过分析At HKT1基因在本生烟草中的表达水平,为进一步了解At HKT1基因的作用机制提供参考。

prd29A-otsAB表达载体的构建与转化本生烟草的研究

分别以拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大肠杆菌(Escherichia coli)的基因组DNA为模板,通过PCR技术克隆得到rd29A启动子、ots A和ots B基因,将其依次插入到p2300-gfp质粒中,从而构建p2300-prd29A-ots AB融合基因表达载体。利用农杆菌介导法将prd29A-ots AB融合基因导入到本生烟草(Nicotiana benthamiana)中,通过对转基因烟草进行筛选,初步获得具有卡那霉素抗性的转基因植株,为今后进一步研究相关基因的功能以及通过基因工程技术提高植物的抗胁迫能力奠定基础。

氯化镉对本生烟草幼苗生长及蛋白质表达水平的影响

为探究氯化镉(CdCl_2)对本生烟草(Nicotiana benthamiana)幼苗生长及蛋白质表达水平的影响,选用不同浓度的CdCl_2处理本生烟草幼苗,测量其根长和茎长,提取本生烟草幼苗总蛋白质,利用SDSPAGE进行检测。试验结果表明,低浓度CdCl_2对本生烟草幼苗的生长具有促进作用;高浓度CdCl_2则抑制了本生烟草幼苗的生长。当CdCl_2浓度达到0.5 mmol/L时,幼苗的生长开始受到抑制;CdCl_2浓度大于1.5 mmol/L时,幼苗大量变黄枯萎。SDS-PAGE显示,低浓度CdCl_2可提高植物总蛋白质的含量,而随着CdCl_2浓度的提高,本生烟草总蛋白质的含量明显下降。

不同LED光质对烟草生长及养分积累的影响

为探究不同光质作为烟草生长光源的应用效果,在人工气候室条件下,以本生烟草为试验材料,设置3种不同光质光源LED-v1(R1.2/B1,R3.4/FR1)、LED-v2(R7.4/B1,R2.9/FR1)、LED-v1/v2(R2.3/B1,R3.1/FR1)处理,分析烟草的生长指标对不同光质的响应。结果表明:LED-v1/v2处理本生烟草的株高、茎粗、叶面积、叶片数、生物量显著优于其他处理。低R/FR和低R/B光质能提高烟草叶片的含N量,有助于合成有机物及提高抗逆性,提高烟草的经济品质。适当降低LED-v1/v2光质R/B和R/FR值更有利于烟草的生长和品质的提升。光合反应中心Ⅱ(ΦPSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)等叶绿素荧光指标在不同的处理间无显著差异。综上,烟草生长最适合的人工光源为LED-v1/v2(R2.3/B1,R3.1/FR1)。

高海拔地区烟草留叶数对烤烟产量、质量的影响

利用田间试验研究了高海拔地区(海拔1 400 m以上)烟草(Nicotiana tabacum L.)不同留叶数对烤烟产量、质量的影响。结果表明,在高海拔烟区,留叶数越少,越有利于烟草生长发育及上等烟比例的提高,留叶数18～20片的产量、产值最高,与留叶数22片相比,产量可提高7.6%～9.5%,产值可提高22.1%～24.4%。留叶18～20片的烤烟烟碱、总氮含量适宜,总糖、总钾含量较佳,其他化学成分协调。因此在高海拔烟区,烟草适宜的留叶数为18～20片。

番茄斑萎病毒在烟草植株上症状学特征

通过2006年间在美国北卡罗来那州烟草主要生产区的田间调查,系统的描述了番茄斑萎病毒侵染烤烟后,在烤烟叶片上产生的叶片畸形、镶脉、叶脉坏死、坏死斑、同心环纹、叶面皱缩,且整株出现矮化异常生长;将番茄斑萎病毒采用人工摩擦接种到本生烟上,植株被系统侵染,并产生褪绿斑坏死斑、同心环纹、皱缩等症状,植株一般4～5周内死亡。通过比较两种寄主,发现番茄斑萎病毒侵染两种寄主均出现系统症状,症状相似,但也有不同。

烟草土壤微生物与土壤酶活性分析

从湖北省恩施咸丰县烟田采集烟草(Nicotiana tabacum L.)不同生长时期的土壤样品,采用稀释平板涂布法进行细菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌、真菌的分离并对土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶进行酶活性的测定。试验结果表明,①土壤中氨化细菌数量最多,真菌数量最少。各种类群微生物在烟草整个生育期间变化波动较大,不同类群微生物消长趋势不同,整体呈上升趋势;其中,烟草生长旺盛期微生物数量最多。②在烟草生长前期,土壤脲酶活性较高;磷酸酶活性在前、中期均处于比较高的水平;在后期,随着土壤熟化程度的提高,蔗糖酶活性增强较明显;过氧化氢酶活性在各个时期的变化较平稳。

烟草染色体片段代换系的构建与遗传评价

以综合性状优良的烤烟种质Y3为轮回亲本,抗烟草黑胫病（0号和1号生理小种）和赤星病的雪茄烟种质Beinhart 1000-1及优质烤烟品种K326为供体亲本,连续回交并结合分子标记辅助选择,构建国内外第一套由256个具有烤烟Y3遗传背景并渐渗有Beinhart 1000-1和K326染色体片段株系代换系群体。该群体携带377个代换片段,分布于烟草24条连锁群上。每个株系携带1~5个代换片段,代换片段长度介于0.05~36.88 c M,平均长度7.75 c M。代换片段重叠累加总长度为2922.57 c M,是烟草基因组总长度的2.61倍。代换片段覆盖总长度为1114.32 c M,烟草基因组覆盖率为99.45%。本研究构建的片段代换系可用于烟草基因定位、复杂性状的QTL分析和标记辅助选择育种。

湖北省烟草上植物线虫种类鉴定

对采自湖北省烟草(Nicotiana tabacum Linn.)种植地的8份根围土和根组织线虫样本进行分离,通过系统的形态学观测,共鉴定出6属8种植物线虫:异头丝尾垫刃线虫(Filenchus heterocephalus)、咖啡短体线虫(Pratylenchus coffeae)、刻痕短体线虫(Pratylenchus crenatus)、扁尾螺旋线虫(Helicotylenchusplatyurus)、拟强壮纽带线虫(Hoplolaimus pararobustus)、花生根结线虫(Meloidogyne arenaria)、南方根结线虫(Meloidogyne incognita)和燕麦真滑刃线虫(Aphelenchus avenae),其中异头丝尾垫刃线虫、刻痕短体线虫和拟强壮纽带线虫为中国烟草上首次报道的植物线虫。对鉴定出的部分线虫种类进行了详细的形态学描述,并讨论了8种植物线虫对烟草的经济重要性。

烟草黑胫病菌的分离及培养性状研究

烟草黑胫病是烟草(Nicotiana tabacum)的一种毁灭性病害。试验采集云南省昭通市的烟草黑胫病病株,采用组织分离法对病原菌进行分离、纯化,对其培养性状进行研究。结果表明,燕麦培养基适合烟草黑胫病菌(Phytophthora parasitica)的培养,菌丝生长旺盛;烟草黑胫病菌菌丝粗细不均匀,无隔膜,具有膨大体;孢子囊顶生,具脱落性,具1个或2个乳突。这些培养性状与前人研究结果相似,表明烟草黑胫病菌的培养性状较为稳定。

3种消毒剂对烟草漂浮育苗中TMV的钝化效果

为指导烟草(Nicotiana tabacum L.)漂浮育苗中剪叶工具和旧苗盘消毒剂的使用,采用半叶法测定了3种消毒剂对烟草普通花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)病叶汁液和病苗干根、干叶中TMV的钝化效果,同时运用叶面喷雾法测定了消毒剂常用浓度下烟苗的药害发生率和症状。结果表明,兆冠50倍稀释液处理20 min可完全钝化病叶汁液中的病毒、50倍稀释液可完全钝化病苗风干的细侧根和叶片细条中的病毒;锦钰50倍稀释液处理5 min可完全钝化病叶汁液中的病毒、50倍稀释液可完全钝化病苗风干的细侧根和叶片细条中的病毒;金百万20倍稀释液处理20 min可完全钝化病叶汁液中的病毒、20倍稀释液可完全钝化病苗风干的细侧根和叶片细条中的病毒。常用浓度下金百万基本不产生药害;锦钰和兆冠易产生药害,症状主要表现为退绿斑点、坏死和叶片畸形。

基于电子鼻技术的烟丝受虫害前后挥发性成分差异分析

针对烟草(Nicotiana tabacum L.)中烟草甲(Lasioderma serricorne)检测技术不完善,检测结果不可靠等问题,以电子鼻检测结果为基础,通过主成分分析法(PCA)和Loading分析法对数据结果进行分析。结果表明,4种烟丝的主要挥发物质为硫类物质、短链烷烃、醇醚醛酮、小分子氮氧化合物等,虫样及性激素的主要挥发性物质是小分子氮氧化合物、硫化物。受虫害后烟丝中硫类化合物明显降低,在对无机硫化物敏感的传感器(W1W)中浓香虫害烟丝的响应值比浓香烟丝下降48.33%,清香虫害烟丝比清香烟丝下降59.48%;在对有机硫化物敏感的传感器(W2W)中浓香虫害烟丝的响应值比浓香烟丝下降35.72%,清香虫害烟丝比清香烟丝下降48.55%。PCA结果显示,4种烟丝样品表现出非常好的区分度,雌虫、雄虫样品在占比高达99.70%的主成分1上几乎没有差别。Loading分析结果显示,烟丝样品中气味主要成分为硫类物质,烟草甲虫样气味主要成分是小分子氮氧化物,其次为硫类物质。

授粉时期和套袋方式对烟草母本起源单倍体鉴定效率的影响

以普通烟草(Nicotiana tabacum)为母本,非洲烟草(N.africana)为父本进行远缘杂交,在子代中孤雌应激可获得母本起源的单倍体。为解决实际应用中存在的单倍体诱导频率偏低、鉴别困难等问题,采用流式细胞术(Flow cytometry,FCM),鉴别了不同授粉时期、套袋方法条件下杂交子代中的单倍体。结果表明,FCM能够在苗期准确、快速鉴别母本起源的单倍体,排除二倍体、混倍体对试验的干扰。采用纸管法套袋,非单倍体的烟苗存活率为0.24%,而常规纸袋法套袋的非单倍体烟苗存活率为1.56%,纸管法非单倍体的烟苗存活率明显低于常规纸袋法,说明纸管法套袋可提高单倍体的鉴定效率。当母本花冠长度与萼片长度差(SCD)为2.5 cm时,是进行非洲烟草杂交、预防混杂的适宜时期。因此,在SCD为2.5 cm时进行授粉,用纸管法套袋,利用FCM分析后代倍性,是获取母本起源单倍体的最佳方法。