基于RAD重测序技术开发烟草品种SNP位点

利用限制性内切酶位点标签（RAD）技术,通过对10份供试烟草材料的基因组简化重测序,发掘了烟草高通量SNP位点,为烟草基因组学提供标记信息。结果表明,本研究共获得了44.33 Gb的Clean data数据,平均覆盖度1.01 X,共鉴定到291 770个SNP位点,SNP位点间的平均间距为10.066±29.801 kb。发掘到的SNP位点能够覆盖整个基因组,但在不同染色体部位上的分布密度存在一定差异,在17号染色上半臂的存在一段大范围的SNP密集区域。SNP变异类型以转换为主,通过功能注释在基因区域发现45 049处SNP位点。利用SNP分型信息,计算了供试品种间的遗传距离,平均为0.29,台烟8号的遗传背景与其他品种相对最远。该结果将为烟草QTL定位、候选基因发掘、亲本组配等研究提供科研依据。     

全基因组关联分析馒头比容与质构SNP标记

为从分子水平研究控制馒头比容与质构性状的基因位点,以205份不同小麦品种为实验材料,利用分布于小麦全基因组的24 355个单核苷酸多态性(SNP)标记对馒头比容与质构性状进行关联分析。共检测到42个比容性状显著关联位点,其中8个极显著关联位点(P0.000 1),同时也是高遗传贡献率位点(R~210%),2个位点至少在2个环境中稳定表达;检测到313个质构性状显著关联位点,其中31个极显著关联位点,46个高遗传贡献率位点,11个位点至少在2个环境中稳定表达。同时,发掘了5个质构性状主效关联位点,如3B染色体上黏聚性关联位点Kukri_c13329_800等。本研究所得到的这些标记为在分子水平上研究馒头品质性状提供了有价值的参考。     

烟草青枯病抗性的全基因组关联分析

为发掘并定位烟草青枯病抗性遗传位点,利用RAD简化基因组重测序技术（RAD-seq）,以219份遗传多样性较高的国内外烟草品种作为供试自然群体,利用田间病圃鉴定供试材料的青枯病抗性,通过全基因组关联分析（GWAS）,发掘抗病基因组区段,并进行抗病候选基因预测。结果表明,筛选鉴定到8个高抗青枯病的烟草品种,获得了384 904个高质量的SNP位点,对烤烟群体的基因组连锁不平衡衰减（LD）距离进行了估算,平均为256 kb。在烟草基因组内发掘到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23 977 382 bp处,p=6.196×10^-7,能解释14.29%的表型变异,在该区段内预测到4个抗病候选基因。本研究为烟草青枯病抗病基因克隆及分子育种提供了较为明确的基因组定位信息。     

馒头色泽与质构性状的GWAS分析

为从分子水平研究控制馒头色泽与质构性状的基因位点,以205份不同小麦品种为实验材料,利用分布于小麦全基因组的24 355个单核苷酸多态性(SNP)标记对馒头色泽与质构性状进行关联分析。结果检测到276个馒头色泽性状显著关联位点,其中23个极显著(P 0. 000 1)关联位点,30个高遗传贡献率位点(R~210%),9个位点在2个以上环境中检测到,分布于小麦21条染色体中的13条。检测到23个与馒头质构性状存在显著关联的多效性位点,分布于小麦的15条染色体,本研究所得到的这些标记为结合分子育种技术改良馒头用小麦品种提供了有价值的参考。     

小麦籽粒植酸含量聚类及相关基因位点研究（网络首发、推荐阅读）

以205 份中国冬麦区小麦品种（系）为材料,分析其籽粒植酸含量做聚类分析并解析其关联位点。结果表明,两个环境群体植酸含量平均值为4.99 g/kg和3.31 g/kg,变幅分别为17.90 g/kg和10.20 g/kg,变异范围较大。聚类分析将群体材料聚为6类,类间植酸含量差异均显著。推广品种或骨干亲本中,B54、B40、B86和B126植酸含量最低,可做为低植酸小麦育种中重要的亲本。高代品系B131、B141、B181和B149植酸含量最低,结合优异农艺性状,有望选出低值酸含量功能性小麦新品种。共检测到36个与小麦籽粒植酸含量显著关联的单核苷酸多态性（SNP）标记关联位点（P<0.001）,分布在2B、3A、3B、3D、6A和6B染色体上,单个关联位点表型变异贡献率为5.73%~9.69%;鉴定出了低值酸含量基因的优异等位变异如Tdurum_contig35799_208-G、Excalibur_c96134_152-C和Tdurum_contig43538_1687-A等对低植酸含量效应较大。     

馒头质构性状与单核苷酸多态性标记关联分析

质构是影响馒头品质的一个重要因素,研究馒头质构相关性状的基因位点对改良其品质具有指导意义。以205份小麦品种为实验材料,利用分布于小麦21条染色体的24 355个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记对其制成的馒头质构性状进行全基因组关联分析。共检测到与馒头质构性状显著关联的位点313个。其中,31个极显著(p0.000 1)关联位点,11个位点至少在两个环境中表达,46个高遗传贡献率位点(R~210%),分布在小麦21条染色体中的15条。同时,还得到5个主效关联位点,如控制黏着性的极显著位点Kukri_c13329_800,在两个环境中表达且遗传贡献率10%。得到的控制馒头质构相关性状的位点为在分子水平上研究馒头品质相关性状提供了一定参考。     

馒头主要品质性状SNP标记全基因组关联分析

为从分子水平研究控制馒头主要品质性状的基因位点,以205?份不同小麦品种为实验材料,利用分布于小麦全基因组的24?355?个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）标记对馒头比容、色泽与质构性状进行关联分析。检测到8?个比容性状极显著关联位点（P＜0.000?1）,同时也是高遗传变异贡献率位点（R2＞10%）,2?个位点至少在2?个环境中稳定表达;23?个馒头色泽性状极显著关联位点,30?个高遗传变异贡献率位点,9?个位点在两个以上环境中检测到;31?个馒头质构性状极显著关联位点,46?个高遗传变异贡献率位点,11?个位点在两个以上环境中检测到。同时,发掘了5?个质构性状主效关联位点,如5D染色体上胶着性位点BS00000020_51。本研究所得到的这些位点为结合分子育种技术改良馒头用小麦粉品质提供了有价值的参考。     

皱纹盘鲍糖原合成酶基因多态性与糖原含量的相关性分析

糖原是皱纹盘鲍重要的营养性状,是高品质鲍鱼选育的重要指标。糖原合成酶（GS）是糖原合成代谢过程中的关键酶。本研究证实了糖原合成酶基因的表达量与糖原含量呈显著正相关。为了探讨糖原合成酶多态性与糖原含量的相关性,利用直接测序法在264个皱纹盘鲍中筛选并鉴定了3个位于GS基因外显子区的SNP位点。遗传多态性及相关性分析结果显示GS基因SNP1的GG基因型与高糖原含量显著相关,可作为高糖原含量选育的优势位点。这些结果揭示了糖原合成酶基因多态性对糖原含量的潜在影响,为糖原性状的选育提供分子标记。     

利用SNP分子标记对阿根廷滑柔鱼和科氏滑柔鱼的分子鉴定

目的:建立快速、准确的鉴定阿根廷滑柔鱼及其混淆品科氏滑柔鱼的DNA分子标记方法。方法:提取阿根廷滑柔鱼及科氏滑柔鱼的基因组DNA,利用PCR扩增2种鱿鱼品种的细胞色素C氧化酶亚基I(Cytochrome Oxidase Subunit I,COI)的核苷酸序列,利用序列比对发掘2种鱿鱼的品种特异性位点。根据2种鱿鱼品种的SNP位点,通过引入错配碱基设计品种特异性引物,并建立鉴定2种鱿鱼品种的多重PCR体系。结果:建立的多重PCR反应体系使阿根廷滑柔鱼扩增出了516 bp的特异性条带,科氏滑柔鱼产生了419 bp的特异性条带,2种鱿鱼的混合品则同时扩增出了516 bp和419 bp的条带。结论:利用SNP分子标记建立的多重PCR体系,快速、准确、特异性强,可作为阿根廷滑柔鱼及其加工产品原料来源鉴定的分子手段。     

科氏滑柔鱼和剑尖枪乌贼的多重PCR鉴定

目的:利用单核苷酸多态性(SNP)分子标记设计特异性引物,建立多重PCR体系,实现鱿鱼品种剑尖枪乌贼及其混淆品科氏滑柔鱼的分子鉴定。方法:利用PCR扩增2种鱿鱼品种的细胞色素c氧化酶亚基I(Cytochrome Oxidase Subunit I,COI)的核苷酸序列,通过多重序列比对,发掘了2种鱿鱼品种的单核苷酸多态性位点(SNP)。设计各自的位点特异性引物,并建立了鉴定2种鱿鱼品种的多重PCR体系。结果:在多重PCR体系中,科氏滑柔鱼产生了419 bp的特异性条带,剑尖枪乌贼产生了233 bp的特异性条带,两者的混合品产生了清晰的419 bp和233 bp条带。结论:建立的多重PCR体系不仅可以对科氏滑柔鱼和剑尖枪乌贼进行准确的分子鉴定,而且可以实现对两者混合品的有效鉴定。     

16个雪茄烟品种的烟碱转化率及与发酵后烟叶TSNAs含量的关系

  目的  明确不同雪茄烟品种烟碱转化率差异及与烟草特有亚硝胺(TSNAs)含量的关系。  方法  对16个雪茄烟品种的中部叶生物碱、硝酸盐和TSNAs含量进行了测定,并分析了其相关关系。  结果  1) 不同品种雪茄烟叶均存在烟碱向降烟碱的转化问题,参试的16个品种烟碱含量变化范围为1.14%~5.42%,平均为3.02%,降烟碱含量的变化范围为0.11%~1.47%,平均值0.40%,烟碱转化率范围为5.03%~53.12%,平均值为12.66%,品种间烟碱转化率的变异系数高达101.01%。2)茄衣品种的降烟碱含量和烟碱转化率平均值显著高于茄芯品种。3)不同雪茄烟品种烟叶中的TSNAs含量和组成具有显著差异,总TSNAs含量的变化范围为181.74 ng/g~7759.1 ng/g,平均为3010.98 ng/g,以NNN含量最高,且变异性最大,其平均值为1616.59 ng/g,变异系数为97.28%。4)相关分析结果显示,参试的16个品种的雪茄烟叶中降烟碱含量、烟碱转化率都与NNN和TSNAs含量呈极显著的正相关关系,NNN与降烟碱含量的相关系数为0.802。  结论  烟碱转化导致降烟碱含量增高是造成雪茄烟叶中NNN含量和总TSNAs含量增加的主要原因之一。      

低烟碱品种及栽培模式对烤烟化学成分及感官质量的影响

【目的】为研究低烟碱品种结合低烟碱栽培模式对烟碱的降低效果及其他烟叶化学成分和烟叶质量的影响。【方法】在河南省许昌市,以常规品种中烟100、低烟碱品种ITB687和超低烟碱品种NC926为材料,设置当地常规栽培模式（LCCP）和低烟碱栽培模式（LNCP）进行栽培试验。【结果】（1）不同品种在LCCP下农艺性状差异较小,而LNCP模式对其生长后期影响较大,叶片长宽比增加,上部叶面积和单叶重显著下降。（2）在LCCP下3个品种的生物碱含量差异极大,NC926上部叶和中部叶调制后烟碱含量分别为0.28%、0.21%。LNCP显著降低烟叶烟碱和总生物碱含量,但低烟碱品种在LNCP下烟碱降幅相对较小,其中NC926上部叶调制后烟碱含量降低38.03%,中部叶无显著差异;高烟碱品种采用LNCP降低幅度相对较大,其中中烟100上部叶和中部叶调制后烟碱含量分别降低44.11%、30.01%。（3）在LCCP下不同品种同一部位烤后烟的还原糖、总糖、总氮含量均表现为中烟100>ITB697>NC926,LNCP下烟叶总氮含量降低,上部叶还原糖、总糖含量增加,但中部叶还原糖、总糖含量降低。（4）...     

大理州烤烟主要化学成分特征及其可用性分析

对大理州主产烟区12个县(市)5个烤烟品种的4个等级(B2F、C2L、C3F和X2F)2077个烤烟样品化学成分特征进行了分析,并应用模糊数学对其可用性进行了综合评价.结果表明:(1)大理州烤烟具有总糖含量(均值为30.9%)以及糖碱比(均值为16.9)较高,氯含量较低(均值0.32%)的特点;(2)大理州烟叶氯离子和钾氯比在等级间差异不显著,总氮含量在品种和产地间差异不显著,其余化学成分在等级、品种、年份和产地间均存在显著或极显著差异;(3)产地间烤烟化学成分可用性指数表现为:宾川>南涧>巍山>弥渡、永平>洱源、祥云>鹤庆、漾濞、云龙>大理>剑川;(4)等级间烤烟化学成分可用性指数表现为:C3F>C2L>B2F>X2F;(5)品种间烤烟化学成分可用性指数表现为:红花大金元>K326>NC82>云烟87>云烟85.     

基于不同烟碱转化株鉴别标准的白肋烟品种改良效果

在采用不同烟碱转化株鉴别标准对TN86进行改良的基础上,对不同改良种的烟叶经济性状、烟碱转化率和TSNAs含量进行比较分析,以探讨采用不同转化株鉴别标准进行白肋烟品种改良的效果。结果表明,以烟碱转化率低于2.5%作为选择标准得到的改良种1（PNC<2.5）烟碱转化率稳定,上部叶比常规种低37.7%,中部叶低38.3%;总TSNAs含量低,比常规种低17.9%;产量、产值及上中等烟比例也明显优于其他改良种,且后代变异系数最小。改良种2（PNC<3）和改良种3（PNC<5）的烟碱转化性状分离明显,TSNAs含量较高。综合来说,烟株烟碱转化率2.5%作为区别转化株和非转化株的标准较为可靠,选择PNC<2.5的烟株进行留种或制种可以保证后代群体中出现转化株的频率最低,能够更有效地降低降烟碱含量和烟草特有亚硝胺的形成和积累,提高烟叶的香味品质。      

湖南烤烟主要化学成分与评吸质量的非线性关系解析

以湖南烤烟B2F、C3F和X2F等级375个样本为研究对象,运用广义可加模型较为系统地研究了烤烟主要化学成分/指标与评吸质量间的线性与非线性关系。结果表明:除部分主要化学成分/指标与烤烟评吸质量呈现较强的线性关系外,在一定含量范围内,多数主要化学成分/指标与评吸质量呈现"∩"或"∪"形抛物线关系;表征湖南烤烟评吸质量的关键化学成分/指标有糖碱比、烟碱、总氮、总糖、还原糖、氮碱比和有机钾,其适宜值分别为9、3%、2.2%、25%、22%、0.8和1.2%左右;烤烟主要化学成分/指标对香气量和刺激性的影响最大,对余味的影响最小;在钾氯比、有机钾和钾硫比这3项化学指标中,有机钾对烤烟评吸质量的总体表征效果最好,其次是钾硫比,钾氯比的总体表征效果最差。与有机钾一样,钾硫比也是1个较好的综合评价指标。     

四川烤烟烟碱和总氮含量分布特点及对评吸质量的影响

以四川6个主产烟区152份烤烟C3F样品为材料,研究了烤烟烟碱和总氮含量的分布特征及其与烟叶香味、吃味品质指标的关系.结果表明:四川烤烟烟碱和总氮平均含量分别为(2.24±0.63)%和(1.82±0.23)%,并在区域上呈现南高北低的趋势;烟碱含量与劲头和浓度得分呈显著的线性相关关系,与香气质、余味、杂气和甜度呈极显著的二次曲线相关关系,在烟碱含量为2.1%～2.7%时,烟叶的香味、吃味最好;烟叶总氮含量与余味、杂气、刺激性、甜度呈极显著的线性负相关关系,与香气质和香气量呈显著的二次曲线相关关系,在总氮含量为1.7%～2.0%时,烤烟的香味、吃味和评吸总分最高.     

烤烟主要农艺性状变异特征以及与烟碱含量的相关分析

为加快高烟碱烤烟品种的田间选育,以116份烤烟种质资源为供试材料,连续种植4年,于烟叶成熟期测定其13个农艺性状,采用因子分析、逐步回归分析、二次响应面分析等方法探讨了烤烟烟碱含量与农艺性状之间的相关性。结果表明,烤烟主要农艺性状变异丰富,变异系数达5.64%~16.96%。烟碱含量变异系数达到24.3%。简单相关分析表明,烟碱含量与节距呈极显著正相关,与茎围、叶数呈显著负相关。通过因子分析,明确了与烟碱含量相关的主要农艺性状包括烟叶长宽比因子、叶数因子、叶长因子、株高因子。采用逐步回归分析法,建立了烤烟主要农艺性状与烟碱含量之间的回归模型,经统计学检验,达到极显著水平。通过二次响应面分析,展现了腰叶长、下二棚叶长与烟碱含量之间的动态变化关系,当下二棚叶长63.7 cm,腰叶长58.7 cm,烟株的烟碱含量稳定且有极小值。烟叶长宽比较小、节距较大、叶数较少和株高较高的烤烟,烟碱含量较高,因此,在选育不同烟碱含量的烤烟品种时,应综合考虑。     

基于烟茄嫁接的超低烟碱烟叶的感官质量和烟气特性

  背景和目的  本研究在烟茄嫁接（烤烟品种云烟87为接穗,茄子为砧木）的基础上,检测分析了所获得的超低烟碱含量烟叶TSNAs含量、中性香气物质含量,并对卷制的试验卷烟烟气参数和感官质量进行对比分析。  方法  试验共设烟/烟、烟/茄不培土、烟/茄培土等3个处理。  结果  （1）烟茄嫁接的超低烟碱含量烟叶,中性香气物质含量变化较小,但NNN、NNK、NAT和TSNAs含量显著降低,上部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低82.71%、79.46%和68.78%,中部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低79.68%、79.80%和68.63%。（2）卷烟烟气中烟碱含量大幅度降低,其中烟/茄不培土烟叶比常规烟叶低94.12%,焦油、CO、总粒相物、水分和抽吸口数无显著差异。（3）超低烟碱含量烟叶的香气质、浓度、刺激性和燃烧性无显著差异,香气量、杂气和余味与常规烟叶相比有不同程度的降低,劲头下降明显,消费者满足感、愉悦感、接受度显著降低。  结论  通过嫁接技术选择性降低烟碱含量对烟叶化学组成和感官质量产生不同程度的影响。      

湖南烤烟生物碱含量与其评吸质量的相互关系研究

为探讨烤烟生物碱含量与其评吸质量的关系,对湖南烤烟样品的评吸质量、生物碱的组成和含量进行了评价与分析.结果表明:①烤烟不同部位生物碱含量及组成存在极显著差异,烟碱、降烟碱、假木贼碱、新烟草碱、总生物碱含量以及降烟碱、假木贼碱、新烟草碱占生物碱总量的百分比和烟碱转化率均表现为随着生部位自下而上逐步增加,但烟碱占生物碱总量的百分比却表现为自下而上逐步降低;②线性与非线性相关分析表明,除降烟碱与烟气浓度、烟碱与余味、生物碱总量与余味的线性与非线性关系均未达到统计学显著水平以外,烟碱、降烟碱、假木贼碱、新烟碱、生物总量与香气质、香气量、杂气、劲头、刺激性和评吸总分,烟碱、假木贼碱、新烟碱、生物总量与浓度,以及降烟碱、假木贼碱、新烟碱与余味的非线性关系均达到了统计学显著水平,且其相应的偏拟合图形都呈现抛物线形状;③运用光滑样条回归分析能够充分揭示了烤烟各生物碱含量与其评吸质量的线性与非线性关系,也有利于解释在是否考虑烤烟部位的差异时线性相关性存在明显不同的原因.