烤烟CMV抗性基因QTL定位

利用SSR 技术,在抗CMV 烟草中发掘与抗病基因紧密连锁的分子标记,目的是为抗病基因的定位克隆以及培育抗病新品种奠定基础。本研究以抗CMV 的烤烟品种台烟8 号、感病品种NC82 为亲本,构建BC₁ 代分离群体,对其进行抗性遗传分析。对分布于烟草24 条连锁群上的2317 个SSR 位点进行了多态性筛选,获得了62 个稳定多态性标记,利用这些标记对288 株BC₁群体分型数据,用WinQTLCart2.5 进行分析,找到一个与抗性相关的QTL,LOD 值为2.6。研究结论表明,台烟8 号对CMV 的抗性由多基因控制,标记53735 与抗性QTL 紧密连锁,遗传距离为0.1 cM,该QTL 位于10 号连锁群,贡献率为13%。     

一个与净叶黄抗赤星病基因紧密连锁的SSR标记

为了在分子水平上弄清烟草赤星病抗性的遗传规律,并进行遗传定位,以抗赤星病品种净叶黄和感赤星病品种NC82为亲本,构建了F₁、F₂、BC₁ 代群体。通过对该群体进行赤星病接种鉴定和抗性遗传分析,发现净叶黄对赤星病的抗性由显性多基因控制。通过分子标记群体扩增,在第M号连锁群上,筛选到一个与净叶黄的赤星病抗性基因紧密连锁的SSR标记,它与抗性基因间的遗传距离为4 cM。该标记可用于抗赤星病育种的辅助选择。     

烟草根黑腐病抗性位点RBRR1的InDel分子标记开发与分析

  背景和目的  RBRR1是通过远缘杂交与回交导入栽培烟草的一个单显性广谱型根黑腐病抗病位点,为了开发基于该位点的简单高效稳定且成本低的紧密连锁分子标记。  方法  在已有酶切扩增多态性序列（Cleaved amplified polymorphism sequences, CAPS）标记相关序列基础上,利用云晒1号基因组与抗、感根黑腐病材料重测序信息,基于其序列插入/缺失（Insertion/Deletion, InDel）多态性设计抗病相关分子标记,并开展遗传效应和遗传变异分析。  结果  筛选到4对具有良好多态性的引物,在目标单株的分子标记辅助选择中具备便捷、高效且呈共显性的特点。遗传效应分析表明,通过分子标记辅助选择导入RBRR1位点能够极显著提高栽培烟草根黑腐病抗性。遗传变异分析结果显示,在烟草核心种质资源中仅有白肋烟TN90和SoTa2携带有RBRR1抗病基因,并发现4对引物在普通烟草自然群体中呈现2种基因型。  结论  RBRR1抗病位点在我国尚未进行广泛利用,具有较高的利用价值;而开发的4个InDel标记可用于该抗性位点的分子标记辅助选择育种和后续抗病基因的精细定位与克隆。      

抗TMV烤烟育种高世代材料的分子标记辅助选择

为建立烟草抗TMV分子标记辅助选择育种体系,加速抗TMV烤烟品种的培育,以优质但易感TMV的烤烟品种K326为受体亲本,以抗TMV烤烟育种材料CV87为供体亲本,通过多次回交和自交,并结合分子标记辅助技术把来源于CV87抗TMV的N基因导入到优质易感TMV的烤烟品种K326中。结果表明,在293份BC_2S_3高世代材料(K326×CV87)中,有108份材料含有抗TMV的N基因。其中,107份材料抗感分离比的P值0.05,即这107份材料的N基因型为显性纯合。因此,烟草抗TMV分子标记辅助选择育种体系可靠性高,能提高烟草抗TMV的育种效率。     

Beinhart1000-1抗赤星病基因的QTL定位

为了研究赤星病抗性的遗传规律,筛选与抗性基因紧密连锁的SSR标记,并将抗性基因进行QTL定位,用抗赤星病品种Beinhart1000-1作母本,感病品种G140作父本,构建了F1及F2代群体,并对其进行了抗性鉴定和遗传分析。结果表明,Beinhart1000-1的赤星病抗病性是由显性多基因控制的。利用混合群体分组分析法,从2653对SSR引物中,得到83对在抗感池间表现多态且扩增条带稳定清晰的SSR标记。以F2代群体115个单株为作图群体,将该83对引物进行扩增,并用WinQTLCart2.5分析数据。这83个标记分别连锁到18个连锁群上,同时定位到两个抗赤星病的QTL位点,分别位于7号和15号连锁群上。      

同科植物SSR引物在烟草遗传差异分析中的应用研究

为丰富分子标记类型,加速烟草种质资源遗传多样性的研究利用,从番茄、辣椒的SSR引物中选择22对SSR引物,用遗传差异较大的14个烟草材料筛选引物,应用筛选出的引物对24份烤烟材料进行扩增,分析其遗传差异性。22对SSR引物中筛选出8对重复性好、多态性高的引物。8对引物在24份烤烟材料中共检测到98条遗传多态性带,引物多态信息量变化范围为0.451～1,平均0.646。品种间的遗传相异系数变异范围为0.3445～0.8626,平均0.6052。引物9扩增的谱带可把24个品种完全区分开。在遗传距离为0.62水平可将24份材料聚为四大类,其聚类结果与实际亲缘关系基本一致。因此,同科植物的SSR引物能较好地从分子水平上揭示烟草种质资源遗传背景和亲缘关系,可以应用于烟草品种资源的遗传差异分析。     

引进美国烤烟新品种(系)的抗性检测与评价

为选育和利用抗病品种、有效防治烟草病害,采用人工诱发抗性鉴定方法对引进的13个美国烤烟品种(系)进行了烟草黑胫病、烟草普通花叶病(TMV)和赤星病的抗性测定,并采用分子标记方法对黑胫病和TMV进行了辅助检测。结果表明:NCT5、NCT6、NCT7、NCT8、NCT9、NCT10和NCT13抗黑胫病,NCT1、NCT4、NCT11和NCT12中抗黑胫病,抗病分子标记辅助检测中仅有4个烤烟品种NCT6、NCT9、NCT12和NCT13检测出Ph基因,其余品种未检出含有Ph基因。NCT1、NCT8、NCT11和NCT4中感赤星病,NCT12、NCT10、NCT2、NCT13、NCT9、NCT3、NCT7、NCT6和NCT5中抗赤星病。NCT13、NCT10、NCT9、NCT12、NCT6、NCT4、NCT1、NCT2、NCT11、NCT7和NCT8感TMV,NCT5和NCT3中感TMV。PCR分析表明,所有供试品种(系)均不含N基因,与抗性鉴定结果中13个供试品种(系)对TMV均表现感病和中感的结果相吻合。      

烟草PVY隐性抗病基因的分子标记及其适用性

马铃薯Y 病毒(Potato virus Y,PVY)是危害烟草的重要病害, 种植抗病品种是经济有效的防治措施。分子标记辅助选择可提高抗病育种效率。来源于X-射线诱变的Virgin A Mutante(VAM) 的隐性抗PVY 基因位点(va)被广泛应用于烟草抗病育种。为了提高va 位点的育种利用效率, 根据烟草隐性抗PVY 基因(感病基因)eIF4E-1 基因序列, 设计特异扩增的引物CF2GR11,开发eIF4E-1 基因的分子标记, 并检测了该标记与抗性的遗传距离和在常见烟草资源中的适用性。CF2GR11 在云烟87、红花大金元和K326 等感PVY 品种可扩增出500 bp 产物, 在NC102、NC55 和K326PVY 等抗病品种无扩增条带。以抗、感PVY 亲本构建的101 个F₂ 单株为定位群体, 遗传连锁分析表明, CF2GR11 标记与烟草PVY 感病基因的遗传距离为0.99 cM。对46 份PVY 抗性明确的栽培烟草资源的检测表明, 供试资源的标记检测结果与抗性的吻合度为100%, 表明CF2GR11 标记适用性高。该目的基因标记可用于抗PVY 育种的辅助选择和抗PVY 资源的鉴定。      

烟草黄瓜花叶病毒抗性位点发掘

烟草黄瓜花叶病毒（CMV）是烟草生产中主要病害之一,发掘其抗性位点,培育抗病品种是最有效的策略之一。本研究利用高抗CMV烤烟品种台烟8号为轮回亲本,优质感病烤烟品种NC82为供体亲本,配置BC1F1群体。在此基础上,利用组织快繁技术对200份BC1F1群体进行快繁,苗期人工接种CMV,获得稳定、可靠的表型数据。利用SSR标记构建遗传图谱,进而利用单向方差分析和完备复合区间作图法发掘CMV抗性位点。结果表明,单向方差分析法分别检测到5个与发病率性状和病情指数性状相关的标记;完备复合区间法共定位到5个QTL,其中2个与发病率性状相关,3个与病情指数性状相关。相关定位结果对开展分子育种辅助改良烟草CMV抗性具有一定意义。     

烟草抗青枯病育种研究进展

概述了国内外抗青枯病烟草种质抗性遗传特性和抗性相关分子标记研究、分析了我国种质资源的抗性鉴定结果、比较了中国和美国抗青枯病品种的抗性以及亲本。TI448A是国内外少数抗青枯病种质资源之一,其抗性由多对加性基因控制,美国烤烟品种的青枯病抗性大多来源于TI448A。烟草青枯病抗性容易受环境影响,且与TI448A抗性相关的分子标记缺乏。因此,鉴定抗病种质和抗病育种,需要建立稳定可靠的抗性鉴定方法、进行多年多点的抗性鉴定。开发分子标记尤其需要采用永久性遗传群体。提出了抗青枯病育种存在的问题,并讨论了解决办法。     

SSR和ISSR标记技术应用进展

介绍了SSR和ISSR标记的原理和特点,综述了这两种技术在种质遗传多样性、基因定位及分子标记辅助育种、遗传图构建及种子纯度和真伪鉴定等研究中的应用进展,并提出了在烟草遗传育种中应用的建议。     

海藻糖增强烟草对普通花叶病的抗性及其机理的初步分析

[目的]明确海藻糖能否增强烟草对烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）病的抗性。[方法]采用半叶枯斑法、组织化学染色法、qPCR等技术分析海藻糖对TMV钝化、预防和抑制的效果，海藻糖处理后烟叶中活性氧的含量和渗透调节物质的含量、抗氧化酶活性变化，相关抗氧化和抗病基因的表达变化。[结果]海藻糖能够钝化TMV，对花叶病有治疗和预防的效果。海藻糖处理24 h后，烟叶中H₂O₂和脯氨酸含量升高，POD和SOD活性下降，APX和编码NADPH氧化酶亚基基因的表达水平升高，抗病基因PR、N-LIKE基因和NtEIG-48表达增加。海藻糖处理未影响烟株的正常生长。[结论]认为海藻糖可能通过提高叶片中的H₂O₂含量，激活抗病基因表达而增强烟草对TMV的抗病性。      

231份烤烟种质资源SSR标记遗传多样性及其与农艺性状和化学成分的关联分析

本文旨在分析烤烟种质资源遗传多样性,通过关联分析寻找与烤烟农艺性状和化学成分相关联的分子标记,为分子标记辅助选择育种和提高烤烟育种效率奠定基础。利用均匀分布于烟草24个连锁群上的120个SSR标记分析了231份烤烟种质资源的遗传多样性及群体遗传结构,在此基础上采用TASSEL 5.0 GLM（general linear model）和MLM （mixed linear model）方法进行标记与表型性状变异（8个农艺性状和5个化学成分）的关联分析。通过遗传多样性分析,共检测出403个等位变异,变异范围2-21个,平均每个标记3.36个;引物的多态性信息含量（PIC）为0.036~0.785,平均值为0.408;供试材料间遗传距离为0.003~0.371,平均值为0.148。通过非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析,在遗传距离（GD）值为0.153水平上可将231份烤烟材料聚为4大类。通过群体遗传结构分析将供试材料划分成3个亚群,且每个亚群分别包含117、38和76份烤烟材料。通过GLM_Q和MLM_Q+K两种关联分析模型,分别检测出17个和9个与13个表型性状显著相关,其中9个标记在两个年份和两种模型中均被检测到与同一性状在P < 0.001水平上极显著相关,且MLM_Q+K未能检测到新的关联标记;3个株高相关标记（TM10481、PT54964和TM20580）、2个叶数相关标记（TM10846和PT60728）、1个茎围相关标记（TM25276）和1个叶长相关标记（TM11215）与已报道的QTL定位结果一致,可应用于烤烟分子标记辅助选择育种。      

抗病毒病K326新品系Y48抗TMV的细胞学机制研究

Y48是对主栽烤烟品种K326的病毒病抗性进行定向改良培育出的新品系,在保持原K326其他性状不变的前提下,对TMV和CMV抗性显著提高。为揭示其在细胞学方面的抗病机制,本研究利用透射电子显微镜（TEM）对TMV接种0~72 h后的K326和Y48叶片进行超微结构观察。结果显示,K326接种24 h时,叶绿体类囊体片层减少,线粒体膨大,胞内出现自噬结构,接种72 h时,叶绿体、线粒体被病毒完全破坏,叶肉细胞病理性坏死;而Y48,在接种48 h时才发生叶绿体内部沉积少量颗粒,线粒体嵴消失,胞内出现降解的囊泡,接种72 h叶绿体,线粒体全部降解,细胞质凝集,叶肉细胞程序化死亡。结果表明,相对于K326,Y48可以延迟TMV病毒的侵染,并启动超敏反应,发生HR-PCD,并且Y48接种8 h后出现过氧化物酶体,可能影响细胞内ROS代谢水平,二者或许是Y48对TMV表现抗病的细胞学证据,研究结果为进一步解析Y48的抗病分子机理奠定了基础。     

抗PVY云烟87定向改良新品种“云烟301”的选育及特征特性

抗PVY云烟87新品种“云烟301”是云南省烟草农业科学研究院、国家烟草基因工程中心在克隆烟草隐性抗PVY基因eif4e1（又称为感PVY基因eIF4E1）、开发功能性分子标记、分析国内外抗PVY品种和种质资源基因型过程中,以云烟87为母本、Y85×RY2/F₂为父本（携带eif4e1）杂交,以定向改良云烟87的PVY抗性为主要目标,通过连续回交、分子标记辅助选择、全基因组基因芯片背景检测等技术培育而成（非转基因）。云烟301的遗传背景恢复为云烟87的比率为99.43%,云烟301的PVY抗性显著提高,保留了云烟87的栽培烘烤特性、原烟风格特征和感官质量。在打顶后PVY发病率达到1%的云烟87种植区,种植云烟301可挽回病害损失,具有良好的推广价值。      

烟草种质的SSR标记遗传多样性及青枯病抗性的关联分析

烟草青枯病是影响烟草产质量的主要病害之一,开发出与烟草青枯病抗病性密切相关的优异等位基因,可加速抗病品种的选育进程。据此,本研究选用94份烟草种质材料作为研究对象,运用236个SSR标记对这些材料进行基因分型和群体结构分析,开展基于连锁不平衡的关联分析探测与青枯病抗性相关的分子标记。结果表明,236个SSR标记在94份烟草种质中检测到904个等位变异位点,平均每个SSR标记为3.83个位点;这些SSR标记的多态性信息量（PIC）值在0.1361~0.8760之间,平均为0.5136。基于SSR基因分型数据,构建了126个标记单倍型;在此基础上进行群体结构分析,将94份种质划分为2个类群,表明本研究烟草种质的群体结构简单,有利于减少伪关联。二年田间抗病性数据与单倍型的关联分析发现7个单倍型与青枯病抗病性密切相关,其中有3个单倍型在二年的田间试验中均表现出与青枯病抗性密切相关,平均解释率超过10%。研究结果可为烟草青枯病抗病材料的分子标记辅助筛选提供参考。