基于D值法的烟草苗期抗旱评价方法研究及抗旱材料筛选

为了探究苗期抗旱性快速评价方法,筛选烟草苗期抗旱材料,开展苗期抗旱种质鉴定和抗旱品种选育。本试验以21个品种(系)5叶1心的烟苗为材料,采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理,于处理48 h测定参试材料的叶绿素a等10项生理指标,通过主成分分析、隶属函数分析和通径分析构建了烟草苗期抗旱性评价方法。结果显示,主成分分析从10项指标中筛选出叶绿素a、H_(2)O_(2)、MDA、SOD、POD等5项典型的抗旱指标;通过筛选出的5项指标与各材料D值的通径分析构建出了烟草苗期抗旱性预测模型,模型表明叶绿素a对烟草苗期抗旱性直接通径系数最大;分别以构建出的抗旱性预测模型和叶绿素a的抗旱系数对各材料进行聚类分析,均将供试材料分为高抗型、中抗型、低抗型、不抗型和敏感型等5类,同时筛选出4份苗期抗旱性较强材料。研究表明,采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理,利用叶绿素a等5项指标构建的抗旱性度量值及回归预测模型可用于烟草苗期抗旱性评价,干旱胁迫后叶绿素a含量变化可用于快速鉴定烟草苗期抗旱性。

中生菌素对贵州烟区烟草青枯病的毒力测定及田间防效试验

为探讨中生菌素对贵州烟区烟草青枯病的防控效果,对烟草青枯病病菌进行室内毒力测定,以及田间防控试验。结果表明,3%中生菌素可湿性粉剂对烟草青枯病抑制效果差异不大;3%中生菌素可湿性粉剂1 000~1 200倍液的防治效果较好,防效达63.00%以上。

烟草西柏烷二萜醇类突变体的理化特征及其突变机制解析

以烟草突变体及其野生型为材料,通过测定农艺性状、腺毛密度、西柏烷二萜醇及其代谢前体物含量、西柏烷二萜醇类代谢关键基因的表达量,分析了突变体的生理生化和代谢差异,并结合基因表达差异初步解析了其突变的生理与分子机制。结果表明,突变体西柏三烯一醇和西柏三烯二醇含量分别是野生型的2.63倍和4.03倍,均极显著高于野生型;突变体分泌型腺毛密度为757.38条/cm 2,极显著大于野生型;突变体西柏烷二萜醇类代谢前体物IPP和GGPP分别为849.83 ng/g、298.29 ng/g,与野生型间的差异不显著;突变体西柏三烯一醇合成酶基因NtCYC-1、西柏三烯二醇合成酶基因NtCYP71D16的表达量分别是野生型的17.77倍和20.89倍,均极显著高于野生型。研究表明,突变体是一个培育优质、抗虫烤烟新品种的优良材料;其发生突变的原因是NtCYC-1、NtCYP71D16基因发生表达上调,促进了西柏三烯一醇、西柏三烯二醇的合成反应,同时,突变体的分泌型腺毛密度更高,为西柏烷二萜醇类的合成提供了更多的场所,使得西柏烷二萜醇类的含量显著提高。

烟草NtCYP734A1基因的克隆及表达分析

油菜素内酯是一种参与胁迫响应的甾醇类植物激素,CYP734A1基因是油菜素内酯代谢通路上的关键基因。为探索CYP734A1基因在烟草响应非生物胁迫时发挥的功能,本研究以普通烟草品种K326为材料,克隆CYP734A1基因,通过生物信息学技术分析NtCYP734A1蛋白的理化性质及进化关系,运用实时荧光定量法分析CYP734A1基因在不同组织、不同非生物胁迫处理下的基因表达模式。结果表明,CYP734A1基因全长1638 bp,编码545个氨基酸;亚细胞定位预测NtCYP734A1蛋白存在于内质网。qRT-PCR分析表明,烟草CYP734A1基因在不同组织均有表达,叶中表达量最高,茎中的表达量最低。非生物胁迫处理下,CYP734A1基因在各组织的表达量显著改变,在干旱、盐和低温胁迫下根的CYP734A1基因表达上调;在干旱、盐、高温和低温共4种胁迫下,叶中CYP734A1基因表达下调。

烤烟自育种质GDH88化学品质特征研究

以烤烟自育种质GDH88以及烤烟品种K326、K730、G70、G140和云85等13个品种(系)为材料,通过测定烟碱、蛋白质等7种化学成分的含量,研究了GDH88的化学品质特征。结果表明,GDH88的烟碱含量(2.2807%)、糖碱比(8.970)、氮碱比(0.9312)、施木克值(1.8924)与理想品种的关联系数最大,说明在13个品种(系)中GDH88总体化学成分含量最适宜。与4个亲本的关联度分析则说明GDH88化学成分优质基因最主要来自于亲本K326。烤烟自育种质GDH88的化学品质特征表现突出、协调性较好,在烤烟品质育种中有很好的应用潜力。

利用ISSR分子标记选择烟草GDH88株系的研究

利用ISSR分子标记技术,对烟草(k 326×8611)×(Corker 176×红大)组合的247个双单倍体植株进行了辅助选择。通过研究,筛选到3个多态性较好、扩增稳定的ISSR引物用于双单倍体植株的选择;从247个双单倍体植株中选择到47个具有k 326和红花大金元主要标记片段的单株,再进一步通过大田观察、鉴定和配合力分析,最后获得优良的GDH 88株系。利用ISSR分子标记技术和系统选育方法相结合,可以选育得到优良的烟草品系,有利于烟草育种效率的提高。

基于SRAP标记的烟草种质资源遗传多样性分析

为从分子水平上揭示烟草种质资源的遗传背景和亲缘关系,采用SRAP分子标记方法,对烟草属5个种共134份种质进行了遗传多样性与亲缘关系分析。结果表明:从228对SRAP引物中筛选出15对多态性、稳定性好的引物,15对引物在134个材料上共获得241条多态性条带,多态性比例为81.7%。134份材料间的遗传距离为0.0213～0.5802,遗传多样性较丰富。在遗传相似系数为0.57时,被聚为5个大类群,相同栽培类型的烟草并未明显的聚为一类。可较好地从分子水平反映这些烟草品种(系)间的遗传背景和亲缘关系。

烟草原生质体分离纯化条件的优化

为提高烟草原生质体的产量和活力,对影响烟草原生质体分离纯化的酶解液组合、酶解时间、酶解渗透压、离心转速、基因型等因素进行了优化。结果表明:以1%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.6mol/L甘露醇+0.1%MES的酶解液组合经6h酶解,700r/min离心5min得到的原生质体产量和活力相对较高;生理状态相近的不同烟草材料在产生原生质体的能力上存在一定差异。

烟草烟碱含量性状的杂种优势及配合力分析

为拓宽烤烟烟碱性状改良的种质资源范围,以4种烟草类型13个品种为亲本材料,采用NCII遗传交配设计,组配40个杂交组合,田间种植并测定亲本及杂种F1的烟叶烟碱含量,对烟叶烟碱含量差异、杂种优势表现、烟碱的配合力进行分析。结果显示:不同类型及品种间的烟叶烟碱含量差异极显著,其中白肋烟品种TN90的烟碱含量最高、为5.21%,晒晾烟品种青梗的烟碱含量最低、为0.94%。烟碱含量性状的杂种优势表现多样,40个杂交组合中,表现为正向超亲优势的组合有15个、占37.5%,其中优势最强的组合是G70×湄潭大蛮烟,优势率为54.35%;表现为负向超亲优势的组合有10个、占25%,其中优势最强的组合是红花大金元×湄潭大蛮烟,优势率为-26.71%;表现为中亲优势的组合有15个、占37.5%。亲本材料间烟碱含量的一般配合力差异显著,其中一般配合力效应值最高的是巴斯玛、为21.35,最低的是青梗、为-15.77;组合间烟碱含量的特殊配合力差异极显著,其中特殊配合力效应值最高的是G70×湄潭大蛮烟、为29.80,最低的是红花大金元×湄潭大蛮烟、为-40.05。表明烟草烟碱含量性状改良的遗传资源丰富,在烤烟育种中引入其他烟草类型的优良性状,同时筛选烟叶烟碱含量符合生产需求的烤烟新品种是可行的。

聚乙二醇法诱导烟草原生质体融合的条件优化

采用聚乙二醇(PEG)法诱导烟草原生质体融合,对融合时PEG的浓度、用量、融合时间及融合温度进行优化,以期得到一种融合率较高的方法。结果表明:以40%的PEG融合的二元融合率最高;PEG与原生质体悬浮液体积比为3∶5,在0.5～0.6 mol/L甘露醇为渗透压时,25～30℃下融合20～25 min的融合效果最佳,融合率始终保持在20%左右,甚至可达25%。

碘乙酰胺和紫外线对烟草原生质体的钝化作用

【目的】探索烟草原生质体钝化的临界处理剂量,为不对称体细胞杂交技术改良和创新烟草种质奠定基础。【方法】以不同碘乙酰胺(IOA)浓度(0.1,0.25,0.5,0.75,1.0mmol/L)和3种处理方法(不静置直接700r/min离心5min,静置5min后700r/min离心5min,静置3min后700r/min离心2min),以及紫外线(UV)照射(2根15W紫外灯,距灯管25cm处照射0.5,1,4,5,7,10,15min)处理烟草原生质体,并进行融合培养,研究烟草原生质体钝化的临界处理条件。【结果】烟草原生质体对IOA十分敏感,以0.1mmol/L IOA静置3min后700r/min离心2min可使烟草原生质体钝化停止分裂,临界状态原生质体比例最高为92.9%;UV连续照射15min的烟草叶肉原生质体失活,但大多数原生质体处于临界状态,比例为91.4%;2种临界处理后的原生质体融合后形成杂种细胞,能进行正常的细胞分裂。【结论】0.1mmol/L IOA静置3min后700r/min离心2min或2根15W紫外灯连续照射25cm处的烟草原生质体15min,是烟草原生质体钝化的临界处理,2种临界处理后的原生质体融合体由于生理代谢上得到互补形成杂种细胞,恢复了分裂能力。

铜仁地区特色烟叶生态适应性研究

针对烟草生产环境,以有代表性的土壤和水样指标为对象,面向贵州省铜仁地区的4个县（德江、思南、石阡、江口）,采取随机抽样的调查取样方法,每县抽取3个能代表全县烟叶生产水平、并代表一种典型生态条件的乡镇作为样本来源,分析了土壤养分和水质指标。结果表明,全区土壤含氮量平均2.67 g/kg,含氮丰富;水解氮大于150 mg/kg,为极丰富;土壤速效磷平均为29.91 mg/kg,各个采样点的速效磷含量均超出了最适宜范围（5~15 mg/kg）;土壤有机质含量平均为17.83 g/kg,中等;土壤pH值范围在6.1~7.1,适合种植烟草;水质各指标均符合国家标准,对烤烟生长无大的影响。大田可利用日照时间均在150 d以上,最高达194 d,因此,烤烟种植时段具有较大的可选择范围。

钾肥施用方式对土壤钾供应能力及烤烟品质的影响

通过大田试验与室内分析相结合,研究了钾肥施用方式对土壤钾供应能力及烤烟品质的影响。结果表明,施用钾肥能够明显提高土壤的供钾能力,但不同钾肥施用方式对土壤速效钾、缓效钾和全钾含量的影响具有明显的差异,T2处理"少量多次"施用钾肥更能提高肥料的利用率和土壤钾素营养的后效;同时施用钾肥能够明显改善烟叶的品质,但不同钾素施用方式对烤烟品质的影响没有明显差异。

不同质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响

质膜稳定剂能增加完整原生质体数量,防止质膜破坏,促进原生质体细胞壁再生和细胞分裂形成细胞团。本研究拟在原生质体酶解液中分别加入CaCl2.2H2O、KH2PO4、MES 3种质膜稳定剂,或3种质膜稳定剂组合分离、提纯、培养原生质体,探讨3种质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响。结果表明:3种质膜稳定剂对于解离出的原生质体的质量及原生质体细胞壁再生和原生质体细胞分裂都有一定影响,最佳浓度分别为CaCl2.2H2O 10 mM、KH2PO40.7 mM、MES 5 mM;3种质膜稳定剂组合以CaCl2.2H2O 5 mM、KH2PO40.35 mM与MES 2.5 mM的组合最佳,原生质体壁再生率达88.5%,细胞分裂率达77.5%,表明能最快促进烟草原生质体细胞壁再生及细胞分裂生长。

不同提苗措施对烤烟大田生长及品质的影响

为提高烤烟的产质量,通过大田试验研究了不同提苗措施(T1:磷酸二氢钾15kg/hm2、硫酸铜7.5kg/hm2、硝铵磷60kg/hm2;T2:硝铵磷60kg/hm2。T1、T2均对水7 500kg/hm2溶解,在移栽后5～7d灌根施用)对烤烟大田生长及烤后烟叶质量的影响。结果表明,施用提苗肥对烟株移栽初期及整个大田期生长均有明显的效应。与不施用提苗肥(CK)相比,不同提苗措施均能促进烟株地上、地下部分旺盛生长,同时能够调节烟株正常生长的C、N代谢平衡。与CK相比,2个提苗肥处理最大叶长、最大叶宽、株高、茎围、节距、有效叶数均明显增加,其中T1处理的增加效果好于T2;从烤后烟的内在化学成分和综合品质来看,T1、T2处理的烟叶内在化学成分明显协调,与CK相比,其中部叶总糖、还原糖、钾、氯含量分别增加3.42、2.04个百分点,3.58、2.75个百分点,0.27、0.11个百分点,0.07、0.03个百分点,淀粉、总氮、烟碱含量分别降低0.76、0.50个百分点,0.11、0.04个百分点,0.14、0.09个百分点。2种提苗措施均能促进烟株早生快发,并改善烟叶品质,尤以T1处理效果最好。

不同烟草品种(系)苗期钙调素活性和叶片钾含量对钾胁迫的响应

通过水培试验研究了15个烟草品种(系)苗期钙调素活性和烟叶钾含量在钾胁迫下的变化趋势,结果表明,大多数品种(系)苗期钙调素活性随着营养液钾浓度的升高而呈现增加的趋势,其中K326的增加趋势比较明显,低钾、中钾和高钾条件下钙调素的活性分别比对照增加11.26%、49.56%、62.43%;少数品种(系)苗期钙调素活性呈现先增加后降低或直接降低的趋势,其中H80A270-2和湄潭大蛮烟杂交的F1代在低钾、中钾和高钾条件下分别比对照降低18.83%、18.29%、28.52%;大部分品种(系)烟叶的钾含量对营养液钾浓度的响应趋势与钙调素活性的变化趋势相同,营养液钾浓度、烟叶钾含量与烟叶钙调素活性的回归分析显示,外界钾浓度的变化先影响烟叶钾含量的变化,进而影响钙调素活性的变化。

不同有机肥配施对植烟黄壤氮素的影响

采用田间网袋取样的方式,在等氮量、有机氮占20%条件下,研究牛粪、鸡粪、沼渣、秸秆等有机肥与化肥配施对植烟土壤氮素的影响。结果表明,有机肥施用达到明显的缓释效果,各有机肥处理中,土壤全氮含量无秸秆处理相对于有秸秆处理呈现前高后低的趋势,而仅配施秸秆处理整个时期变化不大,处于相对较低水平。有机肥处理相对于纯化肥处理土壤全氮提高0.01%~0.52%。试验前期,有机肥处理中土壤铵、硝态氮含量相对于纯化肥处理高出0.26%~33.95%,差异明显。施肥后180d,各处理铵态氮含量均高于纯化肥处理0.88%~25.97%,除鸡粪处理硝态氮含量比纯化肥处理低出3.41%外,各处理均高出0.63%~25.37%。结果还表明厩肥类与秸秆类配施可为作物提供更长效的高肥力供应,优于其他处理,相对于纯化肥可多持续40d以上。

烤烟NC82和毕纳1号品种叶片数的遗传模式分析及分子标记筛选

为了提高烤烟品种NC82叶片数改良的效率,本研究选用与NC82叶片数差异显著的毕纳1号分别作为母本和父本,构建了P1、P2、F1、F2遗传研究材料,采用"主基因+多基因"遗传模型分析方法对烤烟叶片数进行了遗传分析,并筛选了烤烟叶片数分子标记。结果表明:烤烟叶片数为非胞质遗传,受2对主效基因与多基因共同影响,最适遗传模型为MX2-EA-AD,主基因+多基因遗传率为92%,主基因和多基因加性效应分别为-3.40、2.37;与叶片数连锁的标记为标记TM20490和TM10102,遗传距离分别是4.8 cM和5.3 cM。经过试验得知,烤烟叶片数为2对等加性主基因+加性-显性多基因控制的数量性状,主基因遗传率大,采用回交技术结合分子标记辅助选择可定向改良优质烤烟品种NC82的叶片数。

基于转录组测序的烟草黄叶突变体叶色黄化相关基因挖掘

为解析烟草黄叶突变体叶色黄化机制,本研究以黄叶突变体、‘黄叶K326’和‘K326’为试验材料,从叶绿素含量及转录水平两个方面开展了研究。结果表明,两种黄叶材料整个生育期叶片中叶绿素含量显著低于‘K326’,成苗期差异最大,黄叶突变体、‘黄叶K326’叶片的叶绿素含量分别为‘K326’的58.57%和52.07%;通过转录组分析发现,两种黄叶材料与‘K326’间有935个DEGs,这些DEGs涉及萜类生物合成、卟啉和叶绿素代谢、RNA修饰加工等过程;进一步分析发现叶绿素合成中编码镁螯合酶的CHLD、CHLH基因在两种黄叶材料叶片中表达量显著下调,筛选到14个叶绿体发育及分化有关的DEGs,包括EMB2654、PGR3、GLB1、WAXY等基因,这些DEGs在两种黄叶材料大部分表现为下调。说明该黄叶突变基因可能通过影响CHLD、CHLH、EMB2654、PGR3、RAP等基因表达,使得叶绿体发育不良,叶绿素含量降低,引起叶色黄化。本研究结果为突变基因的克隆及进一步功能分析提供理论依据。