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)%。

黄花烟草叶肉原生质体培养研究

从黄花烟草(Nicotiana rustica L.)的叶肉细胞获得大量有活力的原生质体,并成功地将叶肉原生质体培养出再生植株。同时就烟草叶肉原生质体的酶解条件、培养方法及培养基中的激素组成等因素对植株再生的影响进行了研究和探索。

黄花烟草和枸杞属间原生质体融合再生杂种小苗

利用改良的PEG方法以2%的频率诱导黄花烟草原生质体和经IOA失活的枸杞原生体融合。在获得的250块愈伤组织中,有5块为形态上与枸杞愈伤组织类似。对这5块愈伤组织的过氧化物酶和酯酶同工酶分析结果表明,其中的2块(记作Hy2和Hy5)为对称程度较高的体细胞核杂种,其它3块为不对称核杂种或细胞质杂种。细胞学观察指出,Hy2和Hy5的平均染色体数目分别为98.2和59.3。此外,两个杂种的几乎所有中期细胞均含有结构变异的染色体。以小麦rDNA为探针的Southern杂交结果表明,Hy2和Hy5均含有双亲DNA特异片段。从Hy5再生出了形态上介于双亲之间的小苗。对再生苗叶片的酯酶同工酶分析指出,这些小苗含有双亲的特征酶带。

烟夜蛾在普通烟草和黄花烟草上的自然种群生命表及其重要因子分析

烟夜蛾(Helicoverpa assultaGuen啨e)对黄花烟草的产卵趋性显著高于普通烟草,为明确2近缘种烟草对该虫种群动态变化的影响,采用作用因子组配生命表的方法,组建了2种烟田内烟夜蛾的自然种群生命表,并进行了重要因子分析,结果表明,(1)烟夜蛾在2种烟草上均能完成连续2个世代的生长发育和繁殖,其中第2代烟夜蛾在普通烟田的种群数量呈上升趋势(I2=1.032 5>1),而在黄花烟田呈下降趋势(I2=0.657 7<1),第3代烟夜蛾种群在2种烟田均呈下降趋势,但普通烟田的种群增长(I3=0.457 1)仍大于黄花烟田(I3=0.359 2),表明黄花烟草对烟夜蛾的寄主适合度较普通烟草差;(2)生物因子对烟夜蛾自然种群有重要的控制作用,普通烟田中"烟草和其它"对烟夜蛾种群有较强的控制作用,其次是"病原微生物"和"寄生性天敌",而黄花烟田中"烟草和其它"的控制作用远远大于其它几种作用因子.2种烟草对烟夜蛾寄主适合度的差异可为抗虫烟草品种的筛选提供参考;黄花烟草能吸引烟夜蛾产卵但其寄主适合度较差,有利于压低整个烟田生态系统中烟夜蛾的种群数量,可作为有效的诱集作物,这些防治策略在烟夜蛾的综合治理中具有重要的应用价值.

黄花烟草K^＋通道基因NKC1克隆与序列分析

通过已知生物钾通道蛋白保守序列分析,设计兼并引物对钾饥饿处理的烟草幼根总RNA的反转录产物进行PCR扩增,分离到K+通道基因NKC1,该基因的cDNA阅读框由2481个核苷酸组成,编码的蛋白含有826个氨基酸(分子量为94.6KD),等电点为6.60;将核苷酸序列输入NCBI进行BlastX其同源序列大部分为高亲和K+转运体,与该基因同源性最高的是Solanum tuberosum钾通道基因SKT1,其氨基酸同源性为79%,预测该蛋白具有6个跨膜区域,采用同源模建方法预测了NKC蛋白活性区域的3维结构。同时,特异性转录分析发现NKC1基因在烟草幼根、叶片和花各器官均有表达,而以幼根组织中转录量最多;缺钾处理可显著诱导根系中NKC基因的转录,而高浓度NH4+处理对该基因的转录具有抑制作用,证实NKC基因在黄花烟草的钾吸收过程中起着重要作用。

黄花烟草大孢子发生、雌配子体及胚胎发育的研究

研究采用石蜡切片法对野生种黄花烟草大孢子的发生、雌配子体和胚胎的发育过程进行了研究,力求探明黄花烟草胚珠发生与雌配子体形成的过程,为进一步了解其遗传背景和指导今后烟草的栽培、培育新品种提供有关资料。结果表明,野生种黄花烟草的子房由2个心皮组成,具假隔膜,中央特立胎座,倒生多胚珠;大孢子母细胞进行减数分裂后形成的4个大孢子组成四分体呈一直线排列,合点端的大孢子继续发育成为功能大孢子然后继而成为单核胚囊;雌配子体的发育经由功能大孢子通过3次有丝分裂发育成为成熟的八核胚囊,胚囊发育为蓼型;胚胎发育为茄型,果实类型为蒴果;其大孢子发生、雌配子体和胚胎均正常发育。

黄花烟草授粉前后雌蕊生理生化变化研究

以黄花烟草(Nicotiana rustica L.)为材料,研究其柱头和花柱在授粉前后可溶性糖、可溶性蛋白、酚类、氨基酸、脂肪含量及过氧化物酶(POD)活性的变化.结果表明:授粉后柱头和花柱中的可溶性糖含量和POD活性均降低,可溶性蛋白和脂肪含量增加,总酚含量无明显变化,柱头氨基酸含量降低,而花柱氨基酸含量增加;无论是授粉前还是授粉后,与同一时期柱头比较,花柱中的可溶性糖含量高,可溶性蛋白、酚类、氨基酸、脂肪的含量及POD活性都低.

黄花烟草的遗传型和环境的互作——Ⅰ.线性模型分析

黄花烟草 Nicotiana rustica 的两个品种 V_2和 V_(12)以及它们的衍生世代 F_1、F_2、B_(c2)和 B_(c12)计6个世代16个家系种植在16个不同的环境中。方差分析表明:母性效应不是变异的主要原因,世代间和环境间的差异以及它们的互作都是极显著的。株高这一性状,在早期只是加性基因起作用,但随着时间的推移,方向显性也逐渐变为重要因素,在一些环境中基因存在上位性效应。我们对 N、P、K 和 Ca 每种肥料的单独效应和不同组合的联合效应作正交比较,结果指出,磷对株高有最大的增加效应,单独施用氮对株高没有影响,至少是在移栽后的早期如此。根据总的平均数模型和相应的肥料效应模型,可以重新构造某一性状在某一特定环境条件下的线性模型。

烟夜蛾对黄花烟草和普通烟草趋向行为的方法研究

为探究烟夜蛾对普通烟草和黄花烟草趋向选择行为的研究方法,在室内条件下使用'Y'型嗅觉仪,测试了烟夜蛾对不同生育期黄花烟草和普通烟草的嗅觉选择性。结果显示:在试验重复30次时,烟夜蛾交配雌蛾对开花期普通烟草的选择频次显著高于黄花烟草’旱小烟’,处女雌蛾对开花期普通烟草的选择频次显著高于黄花烟草’咸丰小兰花’;但当试验重复50次时,烟夜蛾处女雌蛾和交配雌蛾对不同生育期普通烟草和黄花烟草的选择性均无显著差异。以上研究结果表明,使用'Y'型嗅觉仪不能作为烟夜蛾对寄主植物行为选择的研究方法。

不同Cd积累基因型烟草中Cd的亚细胞分布及化学形态

采用苗期水培试验,以Cd积累模式不同的两个烟草基因型普通烟草品种K326(根系和叶片积累)和黄花烟草品种N.rustica(根系积累)为试材,比较了不同Cd浓度下(1μmol/L和50μmol/L)两个基因型烟草根系和叶片中Cd的亚细胞分布和化学赋存形态。结果表明:①Cd浓度1μmol/L时,K326表现为根系和叶片积累,N.rustica以根系积累为主;高Cd浓度下两者均显示根系积累特性。②Cd浓度1μmol/L时,K326和N.rustica中Cd主要结合于可溶组分中,且两个基因型烟草中Cd在可溶组分中的积累比例高低与相应部位Cd积累总量大小相一致。表明Cd在可溶组分中截留比例可能是造成普通烟草和黄花烟草Cd积累特征不同的影响因素之一。③两个基因型烟草根系中Cd以乙醇提取态为主,叶片中Cd主要以氯化钠结合态和去离子水结合态存在。提高Cd处理浓度,Cd存在由活性强的化学形态向活性弱的形态转化的趋势。但在两基因型烟草中Cd的化学形态没有明显的的种间差异,表明两基因型烟草对Cd积累的差异与其化学赋存形态关系不大。

不同烟草品种对烟实夜蛾和棉铃虫产卵引诱作用的研究

田间调查表明，烟实夜蛾和棉铃虫混合种群在黄花烟草上的落卵量显著高于红花烟草，其百株卵量是红花烟草上的6～20倍.室内分析了烟草叶片挥发物和叶片浸洗物对2种夜蛾产卵行为的影响，结果表明，黄花烟草叶片粗提物对烟实夜蛾产卵有明显的引诱作用，烟实夜蛾在涂有黄花烟草叶片挥发物或叶片浸洗物纱布上的落卵量是红花烟草上的2～10倍;而棉铃虫则更喜欢趋向于红花烟草，在涂有红花烟草叶片挥发物或叶片浸洗物纱布上的落卵量是黄花烟草上的2～6倍.

烟草种间体细胞杂交育成新品系

1980年通过原生质体融合获得普通烟草与黄花烟草(N.tabacum+N.rustica),普通烟草和粉蓝烟草(N.tabacum+N.glauce)种间体细胞杂种植株,对其后代连续9年进行遗传性状观察和选育。结果表明:杂种一代呈典型的双亲中间型,杂种三代和回交二代开始分离,也有一直不分离的稳定株系和雄性不育株系,杂种后代育性差,回交能转育并逐步累积轮回亲本性状,染色体数目逐渐减少;在杂种后代选育中,获得了抗黑胫病、耐CMV并且具有天然优质香味的新品系和一些具有特殊利用价值的稳定株系。

烟草种间叶肉原生质体融合方法的研究

利用PEG法、高Ca2+高pH法和PEG-高Ca2+高pH法等三种原生质体融合方法,对普通烟草K326和黄花烟草叶肉原生质体进行融合,结果表明,PEG-高Ca2+高pH法的有效融合率最高,融合效果最好.并同时对影响烟草叶肉原生质体融合的其它因素进行了研究和探讨.

栽培烟草的核型研究

研究了2种栽培烟草（普通烟草NicotianatabacumL．和黄花烟草N．rusticaL．）的六大栽培类型10个品种的核型。结果表明：所有供试材料均为双二倍体。黄花烟草的'黄花烟'品种的核型公式为：2n＝4x＝48＝44m（ZSAT）＋4sm。普通烟草9个品种的核型可简式为：'白花铁杆'2n＝4x＝48＝34m＋10sim（2SAT）＋4st；'柳叶尖'2n＝4x＝48＝34m＋10sm＋4st；'NC89'2n＝4x＝48＝30m（2SAT）＋12sm＋6st；'Maryland609'2n＝4x＝48＝30m＋10sin＋2st；'Havana211'2n＝4x＝48＝32m＋12sin（4SAT）＋4st；'印尼雪茄包皮'2n＝4x＝48＝38m＋8sin＋2st；'Burleg21'2n＝4x＝48＝32m＋12sin＋4st；'Sumsun'2n＝4x＝48＝34m＋12sin（2SAT）＋2st；'泰国香料烟'2n＝4x＝48＝34m＋12sin＋2st。

棉铃虫和烟青虫对两种烟草的嗅觉和取食偏好性

为明确棉铃虫和烟青虫成虫的产卵偏好性与幼虫的取食偏好性之间的关系,在选择性和非选择性试验条件下,测试了两种昆虫的1龄、3龄和5龄幼虫对普通烟草(K326)和黄花烟草(马合烟)的嗅觉反应和取食反应以及成虫对两种烟草的产卵选择反应。对幼虫的嗅觉选择性测试结果表明,棉铃虫5龄幼虫和烟青虫1龄幼虫对黄花烟草表现出显著的嗅觉偏好性,其他龄期的两种幼虫则对两种烟草的嗅觉偏好性不明显。取食反应表明,选择性条件下棉铃虫喜食普通烟草,烟青虫喜食黄花烟草;非选择性条件下两种昆虫幼虫均喜食普通烟草。产卵选择反应结果表明,棉铃虫对普通烟草的产卵选择性略大于黄花烟草,但差异不显著,而烟青虫偏好在黄花烟草上产卵。综上所述,棉铃虫和烟青虫成虫在普通烟草和黄花烟草之间的产卵选择性与其幼虫的取食偏好性基本一致,这种现象符合昆虫寄主选择的"Preference-performance"假说。

不同镉积累基因型烟草CAX2基因克隆及序列分析

【目的】克隆不同镉积累基因型烟草中阳离子转运基因（CAX2）,为研究烟草CAX2基因在镉转运过程中的作用机理提供参考。【方法】根据NCBI中马铃薯的CAX2序列,BLAST烟草EST数据库,设计引物克隆普通烟草（Nicotiana tabacum）K326和黄花烟草（N.rustica）的CAX2基因,使用生物信息学方法进行序列分析。【结果】K326和黄花烟草CAX2基因（分别命名为Nt CAX2和Nr CAX2）编码区长度均为1314 bp,核苷酸序列一致性达98.0%;二者均编码437个氨基酸,仅有5个氨基酸位点存在差异。Nt CAX2和Nr CAX2蛋白同源性为98.9%,均有两个完全相同的Na＋-Ca2＋交换蛋白结构域,分别位于CAX2 102-249 aa和293-426 aa区域,具有CAX家族共有的结构特征。Nt CAX2和Nr CAX2理论等电点分别为5.54和5.45,均有较强疏水性,包含11个跨膜结构域和两个重复区域α-1、α-2,三级结构以α-螺旋为主。系统进化分析结果表明,Nt CAX2和Nr CAX2与马铃薯（St CAX2）的亲缘关系最近,蛋白同源性均高于92.0%。【结论】K326和黄花烟草CAX2基因同源性较高,CAX2基因在茄科具有较高保守性。

不同Cd积累基因型烟草根系分泌低分子量有机酸的差异

采用土壤盆栽和水培试验,以不同Cd积累模式的两种基因型烟草[普通烟草品种K326和黄花烟草(N.rustica)]为试材,研究了不同镉浓度处理下烟草根系分泌的低分子量有机酸总量及各组分含量差异。结果表明:①土壤盆栽试验中,1 mg/kg镉处理可促进烟苗生长,10 mg/kg镉处理严重抑制烟苗生长。与K326相比,N.rustica具有更强的耐镉性。②土壤盆栽和水培试验中,低浓度镉处理可促进低分子量有机酸的分泌,高浓度则抑制其分泌。N.rustica低分子量有机酸的分泌总量大于K326。镉处理下,黄花烟草分泌较多的低分子量有机酸可能是其耐镉的主要生理机制之一。③土壤盆栽和水培试验中,N.rustica根系分泌的草酸、酒石酸、甲酸和乳酸含量均高于K326,但这4种有机酸占有机酸总量的比例两烟草基因型间差异均不显著。两基因型烟草的耐镉性差异可能与这4种低分子量有机酸的分泌量有关,而与各有机酸的组成比例无关。

不同镉积累基因型烟草根系镉螯合能力差异及相关基因分析

为探讨烟草根系镉液泡截留的基因型差异机理,采用苗期水培试验,研究了不同镉积累模式的两种基因型烟草[普通烟草品种K326和黄花烟草(N.rustica)]根系镉螯合能力和相关基因的表达差异。结果表明:1镉处理前后还原型谷胱甘肽(GSH)和植物螯合肽(Phytochelatins,PCs)出现此消彼长的现象。与对照相比,1μmol/L镉诱导处理导致K326和黄花烟草根系总非蛋白巯基(NPT)含量(质量分数)和PCs含量(质量分数)分别升高45.89%,57.75%和55.58%,84.00%,GSH含量(质量分数)降低10.70%和62.09%。镉处理前后黄花烟草GSH和PCs的变幅明显高于K326。21μmol/L镉诱导处理促进烟草根系中的镉由交换态向螯合态转变,并且促使PCs向高分子量结合态转变。黄花烟草的转化能力高于K326。3对照处理中两基因型烟草根系螯合物中高分子量螯合物(High-molecular-weight chelation,HMW)和低分子量螯合物(Low-molecular-weight chelation,LMW)组分约各占一半。1μmol/L镉诱导条件下,K326中HMW含量(体积分数)占总量的77.43%,黄花烟草中镉几乎全部以HMW形态存在。在镉诱导条件下黄花烟草根系镉向螯合态转化能力和结合能力均明显高于K326,说明根系镉螯合能力的差异是导致黄花烟草和普通烟草镉积累差异的原因之一。4黄花烟草根系植物螯合肽合成酶1基因(Phytochelatin synthase 1,PCS1)的表达对镉具有高度敏感性,与对照相比,1μmol/L镉处理下PCS1的表达量增加257.33%,而镉处理对K326中PCS1的表达影响不大。

日本育成单倍体烟草

日本烟草产业公司把培养胚珠育成单倍体植株的技术应用于烟草属的一个种获得成功。单倍体育种结合秋水仙硷处理等方法能育成同质(由遗传组成相同的两组染色体构成)的个体。可节省固定品种的时间,使育种时期缩短。烟草约可减至1年半,其它植物也可减至3年左右,加速了新品种的开发。