蒙氏假单胞菌3A菌株对烟草漂浮育苗中TMV的钝化效果

选用对烟草花叶病毒Tobacco mosaic virus(TMV)具有显著拮抗活性的蒙氏假单胞菌Pseudomonas monteilii3A菌株对烟草漂浮育苗过程中被TMV污染的育苗棚、育苗盘、基质及剪叶机械等进行生物钝化,并利用real-time RT-PCR对污染基质中TMV的含量进行了定量检测。结果显示,200、400倍及600倍P.monteilii 3A菌悬液稀释液均可显著钝化病苗残留干叶及干根中的TMV;剪叶机械经不同稀释倍数的P.monteilii 3A菌悬液处理后,在一定程度上抑制了TMV的发生,相对防效达51.42%~100%;基质经不同稀释倍数的P.monteilii 3A菌悬液处理后,其中TMV的含量也下降了72.73%~88.46%,对TMV的相对防效达61.56%~87.46%。其中,200倍P.monteilii 3A稀释液处理育苗棚、育苗盘20min以上,浸泡剪叶机械1min以上对TMV钝化效果最好。

烟草抗番茄斑萎病毒基因筛选与生物信息学分析

通过同源克隆的方法在TSWV高感烟草品种NC89、TSWV耐病烟草品种中烟100中分别克隆出一个疑似抗番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)的基因,分别命名为NtSw-5^(NC89)和NtSw-5^(zy100)。序列分析表明,NtSw-5^(NC89)长3819bp,包含1个完整的读码框,编码1273个氨基酸,理论等电点和相对分子质量分别为5.64和147529.5Da;NtSw-5^(zy100)长3165bp,包含1个完整的读码框,编码1054个氨基酸,理论等电点和相对分子质量分别为6.75和122032.9Da;NtSw-5^(NC89)和NtSw-5^(zy100)均不含信号肽,均无明显跨膜区,二者均含有大多数植物抗性蛋白所共有的CC-(NB-ARC)-LRR典型结构。系统进化树分析表明,NtSw-5^(NC89)与马铃薯假定晚疫病抗性蛋白同源R1A-3近源关系最近,NtSw-5^(zy100)与烟草假定晚疫病抗性蛋白同源R1A-3同型X2近源关系最近。该结果可为烟草番茄斑萎病毒抗性研究和烟草番茄斑萎病毒的防治提供理论基础。

热量资源配置对甘肃烤烟生育期及品质的影响

为探索甘肃烤烟的适宜移栽时期,以当地烤烟主栽品种秦烟96为供试材料,采用田间随机区组小区试验研究不同移栽期对烤烟生育期和品质的影响。结果表明,与正常移栽相比较,正宁县和徽县植烟区提前烤烟移栽期处理明显缩短了烤烟大田生育期;2个植烟县提前20 d移栽期处理都显著提高了上等烟比例;与正常移栽相比,正宁县植烟区提前10、20 d移栽处理显著降低了中部烟叶烟碱含量,而徽县植烟区差异不显著;2个植烟区提前移栽期处理烤烟中部烟叶感官质量差异不显著,但都好于正常移栽处理。以上研究结果推论,秦烟96在正宁县植烟区最佳烤烟移栽期为4月23日,在徽县植烟区最佳烤烟移栽期为4月25日,适宜移栽期具有更加合理的气候资源配置,进而提高烟叶产量和品质。

外源甜菜碱对烤烟幼苗干旱胁迫的缓解效应

为明确甜菜碱缓解烤烟干旱胁迫的作用机理,以秦烟96为供试品种,用15%的聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫环境,探究叶面喷施不同浓度(35、40、45、50 mmol/L)的甜菜碱对烤烟幼苗农艺性状及相关生理指标的影响,同时以正常条件下生长的烟苗为正面对照(CK),以干旱胁迫下生长的烟苗为负面对照(CK0),共设6个处理。结果表明,干旱胁迫显著抑制了烤烟幼苗的生长发育,而叶面喷施甜菜碱可以缓解干旱对烤烟幼苗胁迫,其中,45 mmol/L的甜菜碱处理缓解效果最佳,该处理下烤烟幼苗的株高、叶面积、地上部干质量分别较CK0显著增加了6.69%、38.78%和25.00%;超氧阴离子产生速率和MDA含量分别较CK0显著降低了39.88%和52.28%;SOD、POD和CAT活性分别分别较CK0显著增加了44.04%、36.33%和104.26%;叶绿素含量、Pn、Gs和Tr分别较CK0显著增加了177.38%、116.85%、72.97%、67.27%,而Ci较CK0显著降低了22.31%;脯氨酸和可溶性蛋白含量分别较CK0显著提高了156.64%和93.58%;根系活力较CK0显著增加了130.77%;失水率较CK0显著降低了27.27%,而相对含水率较CK0显著提高了12.35%。整体来看,喷施适宜浓度的外源甜菜碱可以显著缓解干旱胁迫对烤烟幼苗的伤害。

2种植物提取液对香菇菌丝生长的影响

本研究以烟草和金银忍冬叶片提取液为研究对象,对香菇常规PDA培养基进行改良。研究发现不同浓度烟草和金银忍冬叶提取液对香菇的菌丝生长具有显著影响(P<0.05),其中随着烟叶和金银忍冬提取液浓度的升高,香菇菌丝的生长呈现先增长后减少的趋势。在烟叶和金银忍冬提取液浓度达到50%时菌丝生长最旺盛,但浓度>50%时香菇菌丝的生长呈现减少的趋势。结果表明,低浓度的金银忍冬和烟叶提取液能促进香菇菌丝生长,而高浓度金银忍冬和烟叶提取液对香菇菌丝生长有抑制作用。该研究进一步说明金银忍冬和烟草下脚料未来可以作为香菇产业的营养料。

高效靶向降解烟草花叶病毒核酸的dsRNA筛选与大量制备

【目的】筛选高效靶向降解烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)的dsRNA,实现其大量制备,并探究其作用机制。【方法】以TMV编码的CP、MP、RdRP功能基因为靶序列,体外转录合成相应的dsRNA,浸润本氏烟(Nicotiana benthamiana),24 h后接种TMV,于接毒后2、3 d取样提取总RNA和蛋白质,以CP基因mRNA水平和蛋白水平为指标,结合TMV病毒生物学症状,综合评价各dsRNA对TMV的抑制效果。同时结合侵染性克隆TMV-30B在本氏烟烟株上的荧光表达现象和TMV在三生烟(Nicotiana tabacum var. Samsun NN)上的过敏性坏死反应(hypersensitive necrosis reaction),通过比较TMV基因组上6个靶序列相对应的dsRNA,筛选出高效抑制TMV的dsRNA片段。为了获取大量的dsRNA,将dsRNA对应的基因片段插入到原核表达载体L4440的双T7启动子之间,转化至RNase III缺陷型大肠杆菌(Escherichia coli)HT115(DE3)中,并对原核表达制备的dsRNA喷施烟草后生成的siRNA进行深度测序,比较外源施用dsRNA后,对TMV侵染的small RNA表达特征和富集带的影响。【结果】筛选出高效影响TMV CP基因表达的dsRNA RdRP1461-1774,并构建了可诱导形成目的 dsRNA的原核表达载体L4440-dsRdRP1461-1774,可在DE3中大量制备RdRP1461-1774的dsRNA,菌液中提取的dsRNA喷施于烟草上对TMV的防治效果显著。TMV-30B侵染本氏烟时荧光数量减少,并能够延长叶片萎蔫时间,在三生烟上施用时叶片枯斑数量明显减少。小RNA测序结果显示TMV侵染引起的RNAi过程中正义链和反义链以大致相等的频率产生siRNA,而外源性dsRNA的浸润会引起靶向区域siRNA的富集,siRNA反义链累积量骤增,对应的正义链累积量骤减,外源dsRNA的施用能够引起siRNA表达丰度的变化。【结论】通过比较dsRNA介导植物靶向抗TMV侵染的效果来筛选抗烟草花叶病毒的dsRNA序列,最终选定TMV RdRP基因上一段长313 bp的高效作用片段,该片段dsRNA能够高效与靶基因结合,降低染病植株烟草花叶病毒的表达量。同时构建了RdRP1461-1774基因的dsRNA原核表达系统,实现其低成本的高效量产,为后续dsRNA在植物病毒方面的防治应用打下了基础。

烤烟游离氨基酸与美拉德反应产物的相关分析

目的:明确烤烟内游离氨基酸与美拉德反应产物的相关关系,为改善烤烟香味成分、提高烟叶工业可用性提供理论依据。方法:采集正宁县植烟区3个乡镇的烤烟样品进行游离氨基酸含量和美拉德反应产物含量的测定,并对两者进行描述统计性分析、简单相关和典型相关分析。结果:简单相关分析表明,组氨酸含量与糠醛含量呈极显著正相关关系。缬氨酸含量与2-乙酰基呋喃含量呈极显著负相关关系,蛋氨酸含量与2-乙酰基呋喃、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮以及2-乙酰基吡咯含量均呈极显著正相关关系。色氨酸含量与5-甲基糠醛含量呈极显著负相关关系。苯丙氨酸含量与3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮以及2-乙酰基吡咯含量均呈极显著正相关关系,与2-乙酰基呋喃含量呈显著正相关关系。典型相关分析表明,在一定范围内,随着蛋氨酸和苯丙氨酸含量的降低以及色氨酸含量的升高,引起美拉德反应产物糠醇、2-乙酰基呋喃、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮和2-乙酰基吡咯含量的升高。随着组氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸和丙氨酸含量的升高,引起美拉德反应产物糠醛含量的升高和2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛含量的降低。结论:烤烟内游离氨基酸及其组合与美拉德反应产物含量密切相关。在大田生育期,可以通过喷施外源氨基酸来调控美拉德反应产物含量,进而满足卷烟工业香味风格需要,提高烤烟工业可用性。

氮钾用量对吉林烤烟焦油释放量及重要化学性状的影响

为了明确氮钾用量对烤烟中部叶焦油释放量及其重要化学性状的影响，在吉林延边州试验点安排了两因素三水平氮钾互作试验，测定并分析了烤烟中部叶重要化学性状及烟气中焦油释放量的规律。结果表明，吉林延边地区在施N 45 kg/hm2， K2O 180 kg/hm2时，烤烟中部叶焦油释放量最低；施氮量固定，施K2O量在90-180 kg/hm2范围内增加，焦油释放量降低，但过量施用K2O有使焦油释放量升高的趋势；施K2O量固定在90 kg/hm2和180 kg/hm2时，随施氮量减少焦油释放量降低；烤烟中部叶焦油释放量与烟碱、总氮呈显著正相关，与纤维素、还原糖分别呈显著和极显著负相关；烟碱和总氮对焦油释放量有较大的直接作用和间接作用。综合研究表明，吉林延边地区可以通过适当的氮钾配施以及调控部分烟叶化学性状来达到降焦减害的目的。

紫苏乙醇粗提取物对烟蚜的生物控制作用

利用化学分析法和生测技术测定紫苏乙醇粗提取物对烟蚜的生物控制作用.结果显示,紫苏乙醇粗提取物对烟蚜的生物活性较明显.在室内试验中,浓度为9、7 g DW/100 mL 的紫苏乙醇粗提取物对烟蚜的拒食、忌避和毒杀活性较好,且持续效果也相对较好.对烟蚜的拒食活性分别维持在64.64%-79.34%和51.24%-61.24%,忌避率均达58.43%以上,而死亡率均在83.83%以上.室外大田试验中,紫苏乙醇粗提取物对烟蚜种群的干扰效果明显,7 和9 g DW/100 mL 浓度的紫苏乙醇粗提取物对烟蚜的大田拒食率分别为53.45%和65.56%,其干扰作用控制指数分别为0.367 和0.468.研究结果表明,紫苏乙醇粗提取物对烟蚜的生物控制作用较好,可作为研制烟草保护剂的原料.

高温介导N基因对TMV免疫丧失的代谢轮廓分析

高温(>28℃)可引起含N基因的免疫寄主对TMV抗性丧失,导致TMV系统侵染。本研究以枯斑三生(Nicotianatabacum var.Samsun NN)烟草为研究材料,采用代谢组学方法,系统研究25℃和31℃条件下,TMV未侵染和TMV侵染12 h、24 h和48 h枯斑三生烟草的代谢差异。应用气相色谱与质谱联用(GC-MS)技术,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘-判别分析法(OPLS-DA)对不同温度下代谢产物的差异性进行分析。结果表明:GC-MS技术共检测到49种代谢物包括氨基酸类、糖类、有机酸类、脂肪酸类、醇类以及多胺类等。在25℃常温条件下,TMV侵染枯斑三生烟引起苹果酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、脯氨酸和乙醇胺等代谢物含量上调,而在31℃高温处理N基因失活后,TMV侵染导致组织蔗糖和肌醇含量下调、葡萄糖和果糖含量上调以及伴随氨基酸类含量普遍上调。

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】筛选不同温度下烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染后枯斑三生烟(Nicotiana tabacum var.Samsun NN)差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水(phosphate buffered saline,PBS),48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90(N.tabacum var.TN90)基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA),并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8000万条clean reads,共获得4737条已知lncRNA、40169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】不同温度(25℃和31℃)条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。