烟草腺毛中NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因表达分析

【目的】为探究NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因在腺毛发生发育中的作用。【方法】通过实时定量PCR技术分析NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因在高分泌型烤烟种质T.I.1068和非分泌型烤烟种质C110上的转录水平以及茉莉酮酸甲酯（Methyl Jasmonate,MeJA）处理C110后NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因的转录水平。【结果】（1）C110的腺毛类型以短柄分泌型腺毛和非分泌型腺毛为主,T.I.1068的腺毛类型以长柄分泌型腺毛和短柄分泌型腺毛为主,MeJA处理后,C110的长柄分泌型腺毛密度增加。（2）Nt HD-ZIP IV-6、-7、-9和-14在C110和T.I.1068表皮毛中的表达水平均较高,NtHD-ZIP IV-1、-2、-3和-13在C110表皮毛中表达水平较高,NtHD-ZIP IV-12则在T.I.1068表皮毛中表达水平稍高。MeJA处理后,NtHD-ZIP IV-1、-2和-7的转录水平受到抑制,而NtHD-ZIP IV-5的转录水平上调。（3）与C110相比,Nt JAZ-1、-7、-9、-12、-13、-14和-15在T...     

外源MeJA诱导烟草叶面防御反应

以中烟100为材料,研究了茉莉酸甲酯(MeJA)喷施后,烟草叶面腺毛密度类型、腺毛分泌物合成积累及叶片对蚜虫抗性的变化规律,探讨了烟草叶面腺毛的防御反应模式和作用机制。结果表明,MeJA处理后,烟草叶片对蚜虫的驱避作用明显增强,新生叶片叶面腺毛密度增加,尤其是长柄多细胞腺头腺毛密度的变化达到显著水平。GC/MS分析表明,MeJA处理使叶面分泌物含量增加,并在处理后第7天达到最大值。其中,西柏烷类二萜化合物含量增幅最大。但RT-PCR分析发现,西柏三烯一醇合成酶基因(CBT)、西柏三烯一醇羟化酶基因(CYP71D16)在转录水平上并没有明显变化,表明烟草叶面腺毛物质的合成和分泌可能具有复杂的转录后调控机制。     

低浓度茉莉酸甲酯对烟草长柄腺毛发生发育的影响

茉莉酸甲酯（MeJA）对烟草长柄腺毛的发生具有强烈的诱导作用,但浓度过高时会抑制烟苗发育。本文以云烟87幼苗为材料,研究低浓度MeJA对腺毛发育和腺毛分泌物的影响,并利用qRT-PCR技术研究腺毛发生发育调控基因对MeJA的应答模式。结果表明,随着MeJA喷施浓度的升高,长柄腺毛的密度和腺头直径逐渐增加;喷施300μmol/L MeJA对长柄腺毛发生和发育有显著的诱导作用,且对叶片发育无明显影响;当MeJA喷施浓度达到600μmol/L时,叶片发育受到抑制。叶面化学成分分析发现,与未喷施MeJA的对照相比,喷施300μmol/L MeJA后西柏烷二萜、烷烃和蔗糖酯含量增加约一倍。基因应答模式研究发现,西柏烷二萜合成基因CBTS和CYP71D16,以及酯转运蛋白基因Nt LTP1受MeJA诱导表达;烟草腺毛发生调控基因ARF3、GIS、CD2、Wo和Cyc B2对MeJA处理均具有应答反应,其中ARF3和GIS的表达受到MeJA诱导,而CD2、Wo和Cyc B2的表达受到MeJA抑制。综上,300μmol/L MeJA可以调控腺毛发育相关基因的表达,安全、有效地促进长柄腺毛发生发育以及腺...     

分泌型烟草腺毛形态和叶面化学成分的比较

西柏烷二萜和蔗糖酯是腺毛分泌物的主要成分.为了明确不同类型腺毛的分泌物差异,以不同腺毛类型的烟草品系TI1068和TI35为材料,分析了表皮毛的形态结构、叶面化学成分、西柏烷二萜合成基因的表达水平以及蚜虫的嗜好性.表皮毛形态学观察发现,TI1068和TI35同时具有长柄腺毛、短柄腺毛和保护毛3种表皮毛类型;TI1068...     

高分泌型K326近等基因系的创制和鉴定

烟草腺毛分泌物含量与烟叶品质和烟株抗性密切相关.本研究以K326为轮回亲本,以高分泌型烟草种质T.I.1068为供体亲本,通过对腺毛形态及腺毛分泌物含量的定向筛选,获得了高分泌型的K326近等基因系(High Secretory K326,HSK326).形态观察发现,HSK326植物学性状与K326基本一致,但叶面腺...     

香料烟腺毛的形态发生和分泌活动研究

为进一步探讨香料烟叶腺毛的形态发生和分泌活动规律,为优质香料烟的开发提供理论依据,试验通过石蜡切片法观察了腺毛的形态发生过程,利用光学显微镜和扫描电镜观察了腺毛的分泌活动。结果发现,长柄腺毛和短柄腺毛最早均产生于茎尖高约100～200μm的第1对叶原基上,腺毛原初细胞大部分发育成长柄腺毛;长柄腺毛和短柄腺毛由原表皮细胞突起分化产生,经过不同的形态发生过程逐渐形成。长柄腺毛一般在烟叶欠熟时分泌活动开始增强,至叶片适熟期进入分泌高峰,腺头细胞外出现大量胶状分泌物,但部分腺毛分泌活动滞后,在烟叶调制时进入分泌高峰;短柄腺毛从叶片生长成熟到调制陈化均没有观察到腺头细胞外有分泌物。     

普通烟草品种生长发育过程中叶表腺毛密度及其形态的比较

以6个普通烟草品种为试验材料,比较了烤烟、白肋烟、晒烟和晾烟品种间及同一品种的不同发育时期烟草叶表不同部位腺毛形态、密度的差异.结果表明:几种供试烟草品种在生长发育过程中的腺毛类型主要有长柄腺毛、短柄腺毛和无头腺毛,但在烟草整个发育过程中始终以长柄腺毛为主.从烟草现蕾期开始,部分长柄腺毛的头部开始萎缩、脱落,形成无头腺毛.几种供试烟草品种从移栽期开始腺毛密度逐渐增加,到现蕾期腺毛密度达到最大值,成熟期又明显下降.烟草叶片上表面的腺毛密度均大于下表面,但叶尖、叶中部和叶基部的腺毛密度没有明显差异.     

茉莉酸甲酯对烟叶表面腺毛密度及蔗糖酯含量的影响

以烟草栽培品种K326、龙江911和翠碧1号3个品种为供试材料,利用组织化学染色法在体视显微镜下观察分泌蔗糖酯腺毛数,测定了蔗糖酯含量。研究了不同浓度的茉莉酸甲酯(MeJA)对烟草表面单位面积上蔗糖酯的相对含量及分泌蔗糖酯腺毛密度的影响。结果显示,4个浓度的MeJA处理中,3个品种的烟草表面蔗糖酯含量及蔗糖酯分泌腺毛密度随着MeJA浓度的增加而逐渐降低。烟草的这种反应对其合理分配代价、形成对害虫强有力的抗性可能更为有利。     

烟草腺毛生物反应器材料的创制与性状分析

为提高烟草腺毛分泌物含量（质量分数），以高分泌型种质资源T.I.1068为材料，采用基因编辑技术敲除其腺毛发育负调控基因NtCycB2，获得了纯合突变株系TTB-1(tobacco trichome bioreactor-1)。结果表明：TTB-1植株生长旺盛，发育正常。显微观察发现与烤烟K326不同，TTB-1与T.I.1068表皮毛由腺毛组成，无保护毛；TTB-1腺毛密度比T.I.1068提高53.41%，是K326的7倍；与K326相比，TTB-1腺头更加饱满，罗丹明着色更深。烟株现蕾期中部叶片叶面化学成分检测结果显示，TTB-1与T.I.1068分泌物组分一致，但分泌物含量显著高于T.I.1068，分泌物总量比T.I.1068提高63.11%;TTB-1与K326分泌物组分不同，除西柏烷类二萜和Ⅰ～Ⅱ型蔗糖酯外，还含有赖百当类二萜和Ⅲ～Ⅴ型蔗糖酯，总量是烤烟品种K326的7.95倍。对上中下部成熟叶片进行分批采收和叶面化学成分萃取，浸膏产率分别为烟叶鲜质量的0.61%、0.43%、0.30%，平均每株浸膏产量为8.90 g；在盛花期进行一次性采收，浸膏产率为烟叶鲜质量的0.45...     

茉莉酸甲酯诱导烟草抗虫的有效浓度和持效期

为阐明茉莉酸甲酯（MeJA）诱导烟草抗虫机制,用50 μmol/L和150 μmol/L的MeJA乙醇水溶液喷洒烟苗,24 h和48 h后取叶片分别喂食棉铃虫和甜菜夜蛾,每隔6 h监测取食量及体重变化,同时通过Folin-Ciocalteu比色法检测烟叶总多酚含量变化,并利用组织化学染色法统计分泌蔗糖酯的腺毛数。结果显示:（1）对于棉铃虫,50 μmol/L和150 μmol/L的MeJA喷施烟苗24 h~48 h后,试虫取食量和体重增加量均显著低于对照,而对于甜菜夜蛾,仅150 μmol/L MeJA处理烟苗24 h后引起试虫取食量和体重增加量明显降低;（2）MeJA诱导烟叶总多酚含量增加,增加量与MeJA浓度呈正相关;（3）MeJA导致烟叶分泌蔗糖酯的腺毛密度降低,腺毛密度与MeJA浓度呈负相关。MeJA诱导烟草抗虫具有一定的持效期且抗虫效果受其浓度影响,而总多酚含量增加和代谢改变或许是烟草产生抗虫性的部分原因。      

肥料类型对香料烟叶片腺毛密度的影响

研究了化肥和有机肥对不同部位香料烟中不同种类腺毛密度的影响。结果表明:①肥料类型对长柄多细胞腺头腺毛密度影响较大,对长柄单细胞腺头腺毛密度有一定的影响,对短柄腺毛密度影响较小;②肥料类型对上部叶和中部叶腺毛密度影响较大,对下部叶腺毛密度影响较小;③施用有机肥能明显增加香料烟上部叶长柄多细胞腺头腺毛密度及总腺毛密度,纯施化肥的处理中部叶长柄多细胞腺头腺毛密度增加。     

典型烤烟品种腺毛形态及分泌特性比较分析

为探讨烤烟叶面化学特征及其形成机制,本文以K326、红花大金元、中烟100、翠碧1号、豫烟11等代表性烤烟品种为试验材料,采用超景深显微技术、GC-MS分析检测技术和荧光定量PCR技术,对叶面腺毛形态、叶面化学成分以及腺毛分泌物合成关键基因表达进行了比较分析。结果发现:（1）烤烟腺毛由长柄分泌型腺毛、短柄分泌型腺毛和非分泌保护毛等不同类型组成,翠碧1号和豫烟11中分泌型腺毛含量较高,而中烟100中非分泌型腺毛相对丰富。（2）西柏烷类化合物是烤烟叶面的主要化学成分,以K326中的含量为最高;赖百当类化合物在烤烟中含量极少,但豫烟11中顺冷杉醇和赖百当二醇含量较高。（3）西柏烷类合成酶关键基因CYC和CYP71D16在K326中表达活跃,赖百当合成酶关键基因CPS2在豫烟11中的表达量明显高于其它品种。不同烤烟品种之间叶面腺毛形态、基因表达及分泌物含量所存在的明显差异,可能与品种特色密切相关。      

烟草腺毛发生和发育相关基因

烟草(Nicotiana tabacum L.)腺毛丰富、类型多样、分泌旺盛,对烟株抗性和烟叶香气品质具有重要影响。对近年来烟草腺毛发生和发育、腺毛分泌物合成相关基因的研究进展进行了综述,并展望了其在烟草叶面化学定向调控和品种改良中的应用潜力。     

NtCycB2基因表达对烟草腺毛发生的影响

烟草腺毛是烟草表皮细胞的特化结构,对烟株抗性及烟叶品质具有重要影响。为探索烟草腺毛密度的分子调控途径,本文对烟草B型细胞周期蛋白基因NtCycB2进行了同源克隆和生物信息学分析,并对其表达特性和生物学功能进行研究。结果表明该基因包含333bp的编码区,编码110个氨基酸,该序列在栽培烟草不同类型、不同品种间高度保守,但与SlCycB2和AtCycB2同源性分别为71.05%和52.38%。RT-PCR分析表明NtCycB2在叶面腺毛和花中的表达水平较高,并受到盐、温度、MeJA等逆境信号的诱导;分别利用基因过表达和基因编辑技术获得了NtCycB2过量表达和敲除株系;植株腺毛形态学观察发现NtCycB2过表达植株腺毛密度显著减少,基因敲除植株分泌型腺毛密度显著增加,而非分泌型腺毛变化不大,该研究表明NtCycB2对烟草分泌型腺毛发生具有明显的负调控作用,在烟草腺毛密度分子调控和叶面化学定向改良中具有较大潜力。      

不同类型肥料对烤烟叶片腺毛密度、种类及分布规律的影响

通过盆栽和大田试验,对不同类型肥料处理的烤烟叶片腺毛密度、种类和分布规律进行了研究分析。结果表明:(1)腺毛密度在不同叶位叶片上和同一叶片的分布规律不受肥料因素影响,是由品种自身的遗传特性决定的;(2)腺毛类型在叶位之间的分布差异表现为:多细胞腺头腺毛相对较多地分布于中上部叶片,尤其是短柄多细胞腺头腺毛,在上部叶片存在明显的分布优势,而长柄分枝腺毛则相反;(3)就烤烟整株而言,长柄腺毛是主要类型,在成熟叶片上占绝对优势,对烟叶香气品质的贡献也最大;(4)不同类型肥料对烟叶腺毛密度影响很大。饼肥和腐殖酸与化肥配合使用,能显著提高烤烟叶片腺毛密度,但二者在不同叶位上对不同种类的腺毛作用效果不一样。