烟草ACS基因家族鉴定及二氯喹啉酸胁迫条件下的表达分析

二氯喹啉酸药害给烟叶生产造成较大影响。为明确烟草二氯喹啉酸药害的发生机制,对1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase,ACS)基因家族进行了鉴定,并对二氯喹啉酸胁迫条件下的基因表达模式进行分析。结果表明,普通烟草共有26个ACS基因。染色体定位分析显示,23个ACS基因定位在染色体上,3个定位在scaffold上。亚细胞定位分析显示,ACS主要定位于细胞核或细胞质中。进化分析表明,ACS蛋白进化形成3个类别。序列比对显示,ACS氨基酸序列含有家族保守结构域和活性位点。启动子分析发现,ACS基因启动子区含有脱落酸、茉莉酸、水杨酸、生长素和赤霉素5种激素反应共10种类型的顺式作用元件。表达分析显示,大部分ACS家族成员均受二氯喹啉酸诱导而上调表达。      

GGE双标图在烤烟新品种重要经济性状筛选布局中的初步应用

为深入研究和评价烤烟新品种的丰产性、稳定性和品种生态布局,通过引入新型分析工具GGE模型,对2011年中间香型烟叶产区7个试点、11个烤烟新品种（系）的产量和产值进行了直观比较分析。结果表明,GGE双标图解释了产量总变异的71．9％和产值总变异的64．4％,具有真实代表性。GGE双标图显示,参试材料间丰产和稳产性差异很大,有些材料对某些环境具有特殊适应性。11个新品种（系）中,毕纳1号和贵烟1号总体表现为丰产、稳定和广适,同时毕纳1号、秦烟98和HB032分别为区1（遵义、武隆、桑植）、区2（旬阳、蒙阴）和区3（贵定、成丰）的丰产新品种（系）。这为中间香型烟叶产区烤烟新品种的筛选和评价提供了借鉴。     

普通烟草Dof转录因子家族的全基因组鉴定及分析

Dof（DNA binding with one finger）蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物的多种生命进程中发挥着重要作用。为解析烟草中Dof家族成员在生长发育过程中的潜在作用,本研究利用比较基因组学、进化分析、共线性分析等方法解析烟草中的Dof家族成员的潜在生物学功能。结果表明,在烟草基因组中共鉴定到69个Dof转录因子,其Dof功能域在进化上十分保守,根据系统进化分析结果将其划分为9个亚家族。共线性分析表明,烟草中的16个Dof基因与拟南芥17个Dof基因有27个共线性基因对,同时,25个NtDof基因被检测到存在17个全基因组复制对,表明复制事件在烟草Dof基因家族的扩张中起关键作用。此外,表达模式分析表明NtDof基因的表达存在明显的组织特异性,其中NtDof05和NtDof28基因可能与根系生长发育有关。本研究对烟草基因组中的Dof转录因子进行了系统的鉴定和分析,为烟草Dof转录因子家族成员的功能研究奠定了基础。     

烤烟新品种中烟300选育及其特征特性

中烟300是以定向改良主栽烤烟品种K326的病毒病抗性为育种目标,以K326为母本、3个抗病毒病烟草种质为父本,经过杂交、复交,连续多代回交,利用与病毒病抗性紧密连锁的分子标记辅助选择,结合常规育种定向改良,育成的抗病毒病新品种,于2018年12月通过全国烟草品种审定委员会审定。品种试验结果显示,中烟300田间长势长相、主要植物学性状和农艺性状、主要经济性状与对照K326无明显差异;工业评价结果显示,中烟300烟叶外观质量、物理特性、化学成分、感官质量与对照K326相当;抗病性鉴定结果显示,中烟300对病毒病抗性突出,对TMV免疫、抗CMV和PVY,其他病害抗性与对照K326基本一致。中烟300的培育,既解决了K326主要病毒病抗性差的问题,又保持了K326其他主要性状不变,实现了预期育种目标。     

烟草DGAT3基因响应冷胁迫应答的功能研究

二脂酰甘油酰基转移酶（Diacylglycerol acyltransferase,DGAT）是催化三脂酰甘油（TAG）合成途径的关键酶,在植物生长发育和逆境胁迫响应中具有重要的作用。本研究从普通烟草品种K326中克隆得到NtDGAT3基因,利用荧光定量PCR技术分析不同组织中和低温胁迫下NtDGAT3的表达规律。同时,利用CRISPR/Cas9技术制作NtDGAT3敲除植株,对其耐冷性进行了分析。结果表明,NtDGAT3在烟草根、茎、叶中均有表达,且叶部表达量最高;NtDGAT3受冷胁迫强烈诱导,说明该基因可能对冷胁迫有响应。低温处理试验结果表明,敲除突变体ntdgat3对冷敏感,突变体叶片离子渗漏率及丙二醛含量的变化幅度显著高于野生型烟草;在ntdgat3中,膜脂代谢关键基因PLDα1的表达水平显著高于野生型烟草,而PLDδ的表达水平显著低于野生型烟草。以上结果表明,NtDGAT3基因通过PLDα1和PLDδ的表达参与调节植物低温响应。     

灌水和钾用量对烤烟干物质积累及养分吸收的影响

采用大田试验研究了灌水和钾肥用量对烤烟干物质积累及养分吸收的影响。结果表明,灌水和施用钾肥均可以促进烤烟干物质积累和养分吸收,显著提高叶片氮、钾含量。其中,灌水对增进烤烟干物质积累和烟株吸收磷素的效应大于施用钾肥,而施用钾肥对增加烤烟吸收氮素和钾素的作用大于灌水,水钾耦合对烤烟干物质积累和烟株养分吸收均有不同程度的正互作效应。     

一种烟草专用促根剂对烤烟根系生长的影响

如何促进烤烟根系发育在烟叶生产中一直备受关注。本研究探讨了一种烟草专用促根剂对烤烟根系生长的影响。结果发现,移栽时促根剂灌穴施肥方式对根系生长的促进作用显著高于灌根和蘸根方式。在烤烟移栽后45 d 内,促根剂灌根能明显促进烤烟生根和根系生物量的增加。与等量NPK 对照相比,烟草专用促根剂能缩短移栽后烤烟还苗期28 h,烤烟总根数增加18.3%,根系干重增加25%,并且烤烟氮磷钾的吸收量增加28.3%～50.3%,利用率分别提高2.9%、2.7%和4.8%。烟草专用促根剂是通过增加烤烟二级侧根的数量促进根系生长和养分吸收的,其二级侧根数量比等量NPK 处理增加了36.6%。因此,此种烟草专用促根剂对促进烤烟根系生长、提高养分利用率具有重要意义。     

气候和土壤及其互作对烟叶物理性状的影响

为探讨土壤和气候及其互作对烟叶物理性状的影响,在湖南烟区选择具有代表性的永州市、浏阳市、桑植县进行客土盆栽试验。结果表明:①不同物理性状指标受气候和土壤的影响强弱依次为单叶重、叶片厚度、平衡含水率、叶宽、叶长;其中,单叶重、叶片厚度、平衡含水率属中等变异强度,叶宽、叶长属弱变异强度。②土壤和气候及其互作效应对不同烟叶物理性状指标的影响不一样,叶长、叶宽、叶片厚度、单叶重主要受气候因子以及气候与土壤互作的影响,其中气候的影响最大,土壤影响可能性较小;平衡含水率主要受气候因子的影响,土壤以及气候与土壤互作的影响相对较小;气候对烟叶物理性状总变异贡献率为55.60%,土壤9.42%,气候与土壤互作为34.48%,气候是影响湖南烟区烟叶物理性状的关键生态因素。③大田生长不同时期的气候因子对烟叶物理性状影响的强弱不同,但都以地温影响最大。④土壤主要养分中全氮对烟叶物理性状影响最大;土壤中微量元素中有效钼对烟叶物理性状影响最大。     

中间香型烟叶特色彰显度与主要化学成分的相关及通径分析

为了解中间香型烟叶特色彰显度与烟叶主要化学成分的关系,对国内不同中间香型产区烟叶主要化学成分及派生值与中间香型特色彰显度进行了简单相关和通径分析.结果表明,烟碱和钾氯比与中间香型特色彰显度呈极显著或显著正相关;两糖比、蛋白质、氮碱比、氯、总氮和糖碱比与中间香型特色彰显度呈极显著或显著负相关.通径分析表明,烟碱、总氮、氯、蛋白质和糖碱比直接影响中间香型特色彰显度,两糖比主要间接影响中间香型特色彰显度,氮碱比和钾氯比对中间香型特色彰显度的影响间接效应大于直接效应.     

烟草中脱落酸的相关研究进展

烟草的生长发育极易受到不良环境的影响,导致烟叶产量和品质下降,其对不利环境因素的抗性受植物激素的调控。植物激素脱落酸是植物体内五大类激素之一,参与植物的生长发育,可提高植物对非生物逆境胁迫的抗性。以脱落酸为核心的基因工程技术是目前作物抗逆育种的重点策略之一,本文重点总结烟草中脱落酸的相关研究进展,包括一般功能、抵御非生物逆境的功能、代谢和信号转导途径等,以期为烟草抗逆育种提供理论支持和技术方法借鉴。