白肋烟生物碱和烟碱转化率的配合力及遗传力的研究

采用Grimng双列杂交第二种设计方法，对4份不同烟碱转化率的白肋烟株系及杂交F1代进行了烟碱、降烟碱和烟碱转化率的杂交配合力和有关遗传参数的研究。结果表明，烟碱、降烟碱和烟碱转化率的表现型方差主要是遗传基因型方差决定的，遗传方差中亲本的一般配合力效应方差和基因加性方差对烟碱转化率的作用最大，在特殊组合中也存在一定的特殊配合力和基因非加性效应。环境方差除对烟碱有一定影响外，对降烟碱和烟碱转化率影响极小。非转化株系亲本的一般配合力效应和非转化株系间的杂交F1特殊配合力效应，在降烟碱和烟碱转化率性状上表现为负向，烟碱为正向；高转化株系则相反。因此，在白肋烟低烟碱转化率育种中选择非转化亲本尤为关键。降烟碱和烟碱转化率为高遗传力性状，对杂交后代进行早世代生物碱和烟碱转化率严格选择是十分必要的。     

烟草中烟碱转化的遗传机理研究现状及展望

介绍了普通烟草中烟碱向降烟碱转化的生物合成过程、遗传机理与NND基因的假基因化研究进展,系统整理和总结了烟草中5个细胞色素P450家族基因的特征特性,并对亚甲基四氢叶酸还原酶基因(Methylenetetrahydrofolate Reductase,MTHFR)间接调控烟碱转化过程进行了深入分析,同时分析了烟碱转化率在不同烟草类型间存在差异的原因及烟草生物碱谱进化的动力,最后结合中国烟草基因组计划对后续研究思路包括新基因挖掘与低烟碱转化烟草分子育种进行了讨论和展望。     

晾制湿度对白肋烟烟碱向降烟碱转化的影响

通过控制烟叶在变黄-褐变期的晾制湿度,研究了晾制过程中湿度对白肋烟中烟碱向降烟碱转化的影响.结果表明,不同晾制湿度下高转化株主脉的烟碱转化率均高于叶片,非转化株除低湿处理B21的第15叶位外,其余处理烟碱转化率表现出与高转化株相同的趋势.高转化株叶片烟碱含量在低湿处理时最高,非转化株叶片烟碱与降烟碱含量皆因品种与叶位的不同而存在差异.无论是高转化株还是非转化株,较低的晾制湿度均有利于降低叶片的烟碱转化率;晾制湿度对烟叶主脉中烟碱、降烟碱及烟碱转化率的影响,因试验品种的不同而异.因此,晾制过程中及时降低晾制湿度有利于降低烟叶的降烟碱含量.     

降低鄂烟1号烟碱向降烟碱转化的遗传改良研究

通过对鄂烟1号和其雄性不育母本MSB21、保持系B21、父本B37及鄂烟1号不同烟碱转化率亲本所配的4份新鄂烟1号组合的生物碱及烟碱转化率的研究,发现鄂烟1号烟碱转化率高是由于MSB21及B21烟碱转化率高所致,经2代选择,MSB21的2个株系烟碱转化率由原始群体的31.1%下降到6.4%;B21和B37分别由24.8%和12.8%下降至1.5%以下;鄂烟1号高转化率母本所配的2份组合的烟碱转化率及高转化株所占比例均显著高于对照,而中和非转化株母本所配的组合均显著低于对照。说明烟碱转化在遗传上受显性基因控制,可以通过选择非转化株亲本所配的鄂烟1号新组合,显著降低其烟碱转化率、降烟碱含量和以降烟碱为前体的TSNA之一NNN的含量,从而,显著提高其安全性和香味品质。     

旺长期干旱胁迫对白肋烟烟碱向降烟碱转化的影响

通过控制旺长后期土壤水分含量,以研究干旱胁迫对白肋烟中烟碱向降烟碱转化的影响.结果表明,在晾制过程中,不同程度干旱处理导致B37高转化株烟碱转化率的变化存在差异,随烟叶着生叶位的升高烟碱转化率快速增长阶段向后延迟,B37非转化株烟碱转化率整体均维持在较低水平,处理问差异不明显;轻度干旱有利于降低高转化株的降烟碱含量和烟叶(包括转化株与非转化株)的烟碱转化率,提高非转化株烟碱转化性状的稳定性.     

烟草转化株烟碱含量对其向降烟碱转化程度的影响

在烟株生长早期鉴别转化株,需要对转化株的烟碱转化进行诱导以使转化性状充分表达,但同一基因型材料在不同生长条件下经诱导产生的烟碱转化程度存在较大差异。本试验旨在探讨转化株的烟碱基础含量对诱导后烟碱转化程度的影响。结果表明由于打顶和增施氮肥造成烟碱基础含量增高可显著降低诱导后的烟碱转化程度。在温室条件下,通过调节氮肥施用量获得具有不同烟碱含量的植株,以白肋烟TN90的高转化品系为材料的试验表明,当烟碱基础含量超过2.0%时,烟碱向降烟碱转化不完全,随着烟碱含量的增高,烟碱转化百分率几乎呈线形下降。采用由高转化系和非转化系杂交的F1植株为材料进行试验,发现烟碱转化百分率随烟碱含量下降的趋势更加明显。采用低转化株的自交分离后代进行试验,发现在低施氮水平下对转化株进行诱导和鉴别的有效性高于在高施氮条件下对转化株的诱导和鉴别。因此,使烟株维持较低的烟碱水平有利于转化株特别是低转化株的有效鉴别。      

白肋烟不同程度烟碱转化株后代烟碱转化率株间变异研究

采用烟碱转化早期诱导方法,对白肋烟达所26及其自交后代不同烟株的烟碱转化率进行了分析测定,以确定烟碱转化株鉴别标准的可靠性和有效性.结果表明,烟碱转化率低于2.5％的烟株自交后代株系稳定,株间烟碱转化率变异小,且均低于2.5％,表明母代烟株为非转化株;烟碱转化率介于2.5％和3％的3个烟株自交后代均表现株间烟碱转化性状的分离,变异幅度分别为0.439％-10.331％、0.466％-21.834％和0.394％-3.757％,表明母代烟株为转化株.烟碱转化率大于3％的烟株自交后代烟碱转化率株间变异性大,烟碱转化性状分离严重;烟碱转化率大于50％的2个烟株自交后代烟碱转化率也都较高,是高转化株的表现.因此,烟碱转化率大于2.5％是确定转化株的可靠标准.     

烟碱转化为去甲基烟碱的原理研究与遗传资源开发

转化是用来描述烟草合成和贮藏尼古丁过程的术语，尼古丁是烟草中存在的主要生物碱形式，在叶片衰老和烘烤过程中，尼古丁的很大比例转化成N-去甲基化合物-去甲基烟碱，转化是一种显性性状，且具有不可逆转的特性，能使植物积累去甲基烟碱达到总烟碱量的90％。转化是白肋烟的一个特殊问题，有些品种世代间转化率可高达20％。去甲基烟碱是N’-亚硝基去甲基烟碱（NNN）的前体物，N’-亚硝基去甲基烟碱（NNN）属于烟草特有亚硝胺，就烟草而言，科学家对降低去甲基烟碱的合成方面的研究有很大的兴趣。对控制转化过程基因的了解，有助于形成新的排除白肋烟中去甲基烟碱的对策，并能从分子水平上理解去甲基烟碱的生成。新的强大的基因组技术将加快农艺学重要基因的鉴定和特性描述。为鉴定转化过程的基因资源，我们利用来源于烟草衰老叶片转化特性的等位基因的cDNA文库构建了一个表达序列标签（EST）数据库，EST数据库基因微阵表达分布，提供了鉴定尼古丁转化基因的新的机会。     

晾制温湿度对白肋烟生物碱含量和烟碱转化的影响研究

用4份不同烟碱转化水平的纯合白肋烟品系为材料,进行晾制温度、湿度对烟叶生物碱含量和烟碱转化的影响研究.结果表明:决定生物碱含量和烟碱转化率的主要因素足品系的遗传特性,但晾制温、湿度有十分重要的影响;随温度升高,4个品系的烟碱含量降低,其中低或非转化品系降低量较大,尤其在22℃～26%之间下降非常明显,而高转化品系降低量较小;降烟碱含量随晾制温度升高有降低趋势,其中高和低转化品系从18℃上升到22℃时达到峰值,然后随温度升高而下降;烟碱含量随湿度升高有降低趋势;上中部叶降烟碱含量随湿度上升有增加趋势;温度对烟碱和降烟碱含量的影响大于湿度;高转化品系的转化率随温度升高而呈上升趋势,低转化品系3的转化率从18℃上升到22℃时达到峰值,然后下降,非转化品系4的转化率随温度升高有下降趋势;转化率随湿度升高有增加趋势;各部位烟碱和降烟碱含量顺序为:上部叶>中部叶>下部叶.高转化晶系的转化率随部位变化的顺序一般为:下部叶>中部叶>上部叶;低或非转化品系的转化率随部位变化较小,无明显规律.     

白花白肋烟与烟碱转化的关系研究

通过对发现的5株白肋烟B37花色突变株后代的连续观察与研究,结果表明,5株白花突变株当代均为高烟碱转化株;随着世代的增加,白花后代群体花色遗传稳定,高转化率性状更趋于纯合;烟株群体的平均烟碱含量明显下降,降烟碱则明显上升,烟株群体生物碱表现为以降烟碱为主。研究认为,在白肋烟品种中,花色由显性向隐性和烟碱转化率由隐性向显性突变,二者关系密切;在白肋烟新品种选育和品种提纯、繁殖过程中,对白色花冠突变烟株应及时发现、淘汰,对烟碱转化株应随世代跟踪检测,严防群体转化株积累和基因逐渐纯合;利用白花烟草突变株进行新品种选育应在明确其烟碱转化情况后,再确定是否加以利用。      

白肋烟不同类型转化株烟碱转化率的叶位间和叶点间变异

采用气相色谱法对具有不同烟碱转化能力白肋烟烟株不同叶位和叶点的烟碱转化率进行测定。结果表明,非转化株和高转化株不同叶位以及同一叶片不同叶点的烟碱转化率分布比较一致,变异性较小,非转化株各样品烟碱转化率均在2%以下,高转化株烟碱转化率均在85%以上,不表现烟碱转化的嵌合特征,取样部位对转化株鉴别效果无显著影响。低转化和中转化烟株,不同叶位烟叶和不同叶点间烟碱转化率存在较大的变异性,表现明显的嵌合特征,低转化株不同叶位烟叶烟碱转化率的变异范围为2.5%～4.8%,不同叶点的变异范围为2.6%～7.0%;中转化株不同叶位烟碱转化率的变异范围为2.51%～90.6%,不同叶点的变异范围为2.7%～66.9%。由于一部分叶片和叶点的烟碱转化率低于3%的现行转化株鉴别标准,取样部位会对转化株的鉴别效果产生影响,降低转化株鉴别标准十分必要。     

烟碱向降烟碱转化对烟叶麦斯明和TSNA含量的影响

以白肋烟TN90为材料,研究了非转化株、低转化株及高转化株烟叶样品的烟碱转化程度及降烟碱含量与烟叶麦斯明和烟草特有亚硝胺(TSNA)含量的关系。结果表明,随着烟株烟碱转化能力的提高和烟叶降烟碱含量的增加,叶片和主脉的麦斯明含量呈线性增加。当烟碱转化率超过20％时,麦斯明含量超过了假木贼碱的含量。在4种主要的TSNA中,具有不同烟碱转化能力的样品间4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和N-亚硝基假木贼碱(NAB)含量没有显著差异,N-亚硝基降烟碱(NNN)含量则随着烟碱转化能力的提高和降烟碱含量的增加而大幅度升高,尤其在主脉中表现更为明显。NNN占总TSNA的比例随烟碱转化程度的提高而增加,在高转化烟株中可高达90％,其它3种TSNA占总TSNA的比例相应降低。叶片中NAT含量和比例一般高于NNK,而在主脉中NNK含量高于NAT。     

烤烟烟碱含量的全基因组关联分析

烟碱是烟草属特有的一类生物碱,为加深对烟碱遗传调控机制的解析,充分挖掘高烟碱优异等位。本研究选取219份烤烟品种开展了RAD重测序研究,获得了384,904个高质量SNP位点的群体分型数据。同时在四川西昌和山东诸城2个试验点,于2012-2015年相同栽培管理条件下对供试品种的烟叶烟碱含量进行了表型鉴定。利用全基因组关联分析的策略,共发掘到2个与烟碱含量显著关联的SNP位点,分别位于1号染色体的69,912,063bp处和2号染色体的81,115,794bp处。基于上述SNP位点预测到2个候选基因,并将目标SNP位点转化3对可通过PCR检测的功能标记。通过以上研究,加深了烟碱遗传调控机制的解析,为高烟碱优异等位基因型的发掘和高烟碱新品种的分子标记辅助选择提供了可用的标记和基因资源。      

烟草幼苗中烟碱转化株的快速筛选

为快速鉴别烟草群体中的烟碱转化株,开发了一种基于气相色谱-质谱的烟草幼苗烟碱转化株筛选方法。该方法提供了非孵化和孵化两种策略。采用非孵化策略时,从采样到分析完成仅需5～6 min,该策略可在损失9%非转化株幼苗的前提下完全去除转化株;采用孵化策略时,只需将非孵化策略中所采样品在37℃下封闭培养12 h后进行提取和分析。孵化策略实现了本实验所涉及的幼苗群体(共221株)中转化株和非转化株的完全分离。本研究中所建立的筛选方法方便、高效,可为批量快速识别幼苗群体中烟碱转化株提供技术保障。     

烤烟中的烟碱和去甲基烟碱

综述了国内外有关烤烟生长期烟碱、去甲基烟碱形成及相互转化关系的研究结果.烟碱、去甲基烟碱的形成受品种、自然条件和栽培措施等的影响;烟碱、去甲基烟碱之间的转化受多种酶调控,其中甲基化酶和去甲基酶起关键作用.     

白肋烟烟碱转化及烟草特有亚硝胺形成

摘要:从烟草特有亚硝胺形成的化学,烟草特有亚硝胺与前体物的关系,调制过程、贮藏过程中烟草特有亚硝胺的形成,遗传改良降低烟碱转化和烟草特有亚硝胺,生物技术抑制烟碱转化降低烟草特有亚硝胺等方面综述了最新研究进展。      

白肋烟烟碱转化及烟草特有亚硝胺形成

从烟草特有亚硝胺形成的化学,烟草特有亚硝胺与前体物的关系,调制过程、贮藏过程中烟草特有亚硝胺的形成,遗传改良降低烟碱转化和烟草特有亚硝胺,生物技术抑制烟碱转化降低烟草特有亚硝胺等方面综述了最新研究进展.     

影响香料烟糖和烟碱含量的因素

本文从遗传、土壤、栽培和调制方面对影响香料烟糖和烟碱含量因素的报道进行了综合分析。文中指出,香料烟的糖含量呈超显性遗传,而烟碱含量呈现完全显性遗传,并且总糖含量受加性效应的影响。土壤水分、土壤pH值、土壤类型对香料烟糖和烟碱含量均有影响。糖含量与施氮量呈负相关,烟碱含量与施氮量呈正相关,增加磷钾肥对烟碱和糖含量有影响。不同的采收方式和不同的调制措施对香料烟叶片中糖和烟碱含量均有影响。因此,可从栽培措施和调制措施等多方面对烟碱和糖含量进行综合调控。      

白肋烟达白杂交种亲本烟碱转化率分析及改良效果

采用烟碱转化株早期诱导鉴别方法,对白肋烟达白系列杂交种及亲本材料不同烟株的烟碱转化率进行了分析测定,并配置了改良杂交种.结果表明,不同杂交种生物碱组成和含量存在显著差异,其中达白1号和达白2号烟碱转化问题相对较小,但群体中仍然不同程度存在转化株,总转化株比例分别为10.9%和23.7%,其中多为低转化株.达白3号问题比较突出,所测烟株全部为转化株,且转化程度较高,多为高转化株,平均烟碱转化率达到38.3%.达白1号的2个亲本MSKYl4和达所26均存在一定比例的转化株.对达白1号群体中转化株的产生均有贡献.达白2号的母本MSVA509多为非转化株,父本达所26对烟碱转化的贡献较大.达白3号父本达所27总转化株比例和高转化株比例都接近100%,是造成达白3号杂交种高烟碱转化株比例的主导因素.严格选择非转化株配置改良杂交种,群体中烟碱转化率显著降低.     

利用DH群体分析白肋烟烟碱含量的遗传规律

为掌握白肋烟烟碱含量的遗传控制机理以高烟碱含量和低烟碱含量的白肋烟品种Burley37和LABurley21配制F1代并经花药培养获得的DH群体,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析法首次对中部叶烟碱含量进行遗传分析.结果表明,无论是斩株前还是晾制后,中部叶烟碱含量主要受2对主基因控制,同时,存在多基因的修饰作用.斩株前和晾制后2对主基因之间的互作方式不同,前者为累加作用(E-1-6),后者为互补作用(E-1-7).主基因遗传率分别为54.88%和45.63%,多基因遗传率分别为15.85%和18.45%,多基因有效因子数分别为0.17个和4.85个,由此可见环境等非遗传因素对烟碱含量存在一定程度的影响作用,晾制过程中多基因的表达比斩株前更为丰富.另外,也估算了DH群体的其他遗传参数.同时对本研究结果在烟草育种中的意义及下步工作进行了讨论.