NtJAZ1基因敲除对烟草MeJA应答反应的影响研究

【目的】探究NtJAZ1敲除对烟草响应外源茉莉酮酸甲酯（methyl jasmonate, MeJA）对生长发育、腺毛发生、烟碱生物合成的应答反应的影响。【方法】以野生型K326为对照,比较不同浓度MeJA处理下,NtJAZ1敲除的K326突变品系NK-9在种子萌发、根系发育、腺毛形态、烟碱生物合成等方面的差异。【结果】（1）MeJA处理显著抑制了种子的萌发,在100μmol/L MeJA处理条件下,K326的种子萌发率比未经MeJA处理的种子萌发率降低了85.72%,NK-9的种子萌发率比未经MeJA处理的降低了48.12%。（2）MeJA处理抑制根系发育,在300μmol/L MeJA处理条件下,K326幼苗主根比未经处理的缩短了83.33%,NK-9幼苗主根缩短了68.18%。（3）Me JA处理诱导腺毛发生,在5 mmol/L MeJA处理条件下,K326叶面长柄腺毛密度比未经处理的提高了42.55%,NK-9提高了21.05%。（4）MeJA处理促进烟碱生物合成,在5 mmol/L MeJA处理条件下,K326烟苗的烟碱含量比未经处理的提高了76.05%,NK-9提高了37....     

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...     

茉莉酸甲酯对烟草分泌型和非分泌型腺毛形态发生的影响

为解析茉莉酸对烟草腺毛发生的影响,本文以高分泌型普通烟草T.I.1068和非分泌型普通烟草T.I.1112为材料,喷施不同浓度茉莉酸甲酯（MeJA）,并对处理前后的叶片和茎表面腺毛进行形态学比较观察。结果发现:（1）T.I.1068腺毛包括长柄分泌型和短柄分泌型两类,腺毛密度随着MeJA浓度的增加而增加,但腺毛类型保持不变。（2）T.I.1112腺毛包括非分泌型和短柄分泌型两类,长柄分泌型腺毛在MeJA处理后出现,其密度随MeJA浓度的增加而增加,而非分泌型腺毛和短柄分泌型腺毛的密度并无明显变化。该结果表明,MeJA对烟草长柄分泌型腺毛发生具有强烈的诱导作用,而对非分泌型腺毛的发生并无明显影响,反映出不同类型的烟草腺毛具有不同的发生调控机制。      

烟草腺毛发育的形态学研究

采用显微技术,对不同发育时期烟草叶面腺毛的形态变化和超微结构进行了观察,将腺毛发育过程划分为生长期、成熟期和分泌期3个阶段.生长期腺毛进行旺盛的细胞牛长和分裂活动,细胞质浓厚,线粒体叶绿体丰富,基粒片层清晰;成熟期腺毛形态发育完成,细胞数目稳定,叶绿体内基粒片层消失,嗜锇颗粒逐渐增多、增大,表明细胞开始进行活跃的物质合成和转化;分泌期腺毛细胞黏性增大,叶绿体降解,嗜锇颗粒进入细胞质并转运至液泡中积累,细胞开始降解,细胞质稀薄,大最嗜锇物质聚集在质膜附近.     

高分泌型无赖百当烟草8306突变材料的创制与分析

8306是具有晾晒烟风格的烤烟育种材料.在前期试验中创制了NtCPS2基因突变株系8306-1,抑制了晾晒烟风格代表性物质赖百当二萜的合成.为进一步提高8306-1株系中西柏烷二萜和蔗糖酯含量(质量分数),采用基因编辑技术对8306-1株系的NtCycB2基因进行敲除,获得了纯合突变株系8306-2.与8306、830...     

中间香型烤烟叶面腺毛形态及分泌特性研究

以贵州省遵义市中间香型烟叶典型生态区的代表品种K326为材料,采用显微观察、GC/MS及RT-PCR技术,对叶面腺毛进行了形态观察、化学成分检测及基因表达分析。结果表明:腺毛密度随叶片发育呈下降趋势,在叶龄20 d时下降幅度最大;腺毛主要分泌物中西柏烷类化合物含量最高,并在叶龄70 d达到最高水平;西柏烷类化合物合成关键基因西柏三烯一醇合成酶基因(cembratriene-ol synthase gene,CYC-1)及西柏三烯一醇羟化酶基因(cembratriene-ol hydroxylase gene,CYP71D16)在20 d、40 d和70 d时表达较强,呈现出与化学成分变化类似的趋势,推测认为CYC-1和CYP71D16的表达可影响西柏烷类化合物的含量。     

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。     

烟草NtHDZIV8基因在腺毛发育中的功能验证

为验证NtHDZIV8在腺毛发育过程中的功能,在红花大金元中克隆了NtHDZIV8基因并进行生物信息学分析,通过荧光定量PCR(qRT-PCR)探究了NtHDZIV8的表达模式,进一步利用亚细胞定位与病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术初步验证了NtHDZIV8基因对烟草腺毛发育的调控作用。结果表明,NtHDZIV8进化高度保守,具有典型的HD-LZ、START和SAD结构域,属于HDZIP IV家族。表达模式分析表明,NtHDZIV8在腺毛中高表达,并受植物激素NAA、GA3和MeJA的诱导。亚细胞定位结果显示NtHDZIV8定位于细胞核。病毒诱导本氏烟中NbHDZIV8基因沉默导致长柄腺毛的柄细胞基部膨大,而不影响短柄腺毛形态和腺毛密度。该研究表明NbHDZIV8对烟草腺毛形态具有调控作用,为解析烟草腺毛发生发育调控机制奠定了理论基础。     

不同烟草种质腺毛密度鉴定分析

为筛选高腺毛密度种质资源供烟草育种利用,加快香气性状遗传改良步伐,本研究共观察了110份材料的长短柄腺毛,并统计其密度。结果表明,各品种长短柄腺毛的长短、腺头大小、密度均不一致;短柄腺毛、长柄腺毛和总腺毛密度的变异系数分别为25.4%、29.3%和23.4%,试验材料存在广泛变异;短柄腺毛密度、长柄腺毛密度和总腺毛密度比对照MSK326多的材料数分别为34份、17份和19份,其中共有的材料数为11份;总体上,叶片上表面的短柄腺毛密度大于下表面,叶片下表面的长柄腺毛密度大于上表面,上下表面的总腺毛密度差异没有一致规律,叶片长柄腺毛密度要大于短柄腺毛,但存在个别特异材料与该规律相反,这些材料基本为地方种质;聚类分析结果显示,在阈值为4时,可以将110份材料分为5类,除特殊的B类外,其他几类的腺毛密度大小为A > C > E > D;云烟116、V2、红花大金元、席娄烟等可以作为高腺毛密度材料,为育种利用提供参考。     

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。     

白肋烟烟叶表皮腺毛密度品种间的差异性研究

研究了白肋烟上部叶和中部叶的上表皮、下表皮和全表皮腺毛密度在不同品种间的差异。结果表明,白肋烟烟叶腺毛以长柄腺毛、短柄腺毛和无头腺毛为主,烟叶各类型腺毛密度在不同品种、同一品种不同部位及同一部位的上下表皮间存在一定差异。烟叶总腺毛密度中部叶高于上部叶,上表皮高于下表皮。上部叶的上表皮总腺毛密度以品种JB04-05的最大,下表皮总腺毛密度以品种22081和23014的最大,上部叶总腺毛密度以22084和JB04-05的最大,鄂烟1号的密度最小。中部叶的上表皮总腺毛密度以22081和22084的最大,下表皮及全表皮总腺毛密度以22074、22081和22084的最大。     

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。     

晒晾烟烟花腺毛分泌物蔗糖酯的鉴定与评价

烟草蔗糖酯是烟叶香味成分的重要前体物,对卷烟的增香保润具有重要作用。为解析烟草晒晾烟腺毛分泌物蔗糖酯的组分构成及含量,以80份晒晾烟资源（X1-X80）为试验材料,利用气质联用仪（GC-MS）测定了烟花腺毛分泌物中5种不同分子量的蔗糖酯SEI-SEⅥ含量,并通过相关、聚类及主成分分析等方法对80份晒晾烟资源进行了综合评价。结果表明,80份晒晾烟资源鲜烟花中总蔗糖酯含量范围是198.19~4410.45μg/g,符合正态分布,其中SEIV含量最高,SEI含量最低;相关性分析表明,SEI与SEII呈极显著正相关关系,二者与其他类型的蔗糖酯均呈负相关关系。聚类分析可将80份种质分为5个类群,各类群间蔗糖酯含量差异显著。基于主成分分析的综合评价表明,Havana1号（X2）、六峰毛把烟（X47）、Ha19（X75）、Criollo（X73）、卷叶晒烟（X78）、S-2（X5）、尼加拉瓜长芯（X70）、E18（X14）、塘蓬（X41）、Beinhart1000-1（X3）等10份资源蔗糖酯含量高,可为高香气烟草品质育种和烟草本香的开发提供物质基础和技术支持。     

Q型烟粉虱对9个烟草品种的趋性

Q型烟粉虱是近年来危害烟草的主要害虫之一,为明确我国烟区主栽烟草品种对Q型烟粉虱抗性水平的差异,实验室条件下,研究了其在9个不同烟草品种上的选择趋性、72 h产卵量、与叶片背面绒毛密度的相关性以及烟草叶片挥发物对其选择趋性的影响。结果表明,Q型烟粉虱成虫对烟草品种的选择性、产卵趋性在9个烟草品种间差异显著,烟草叶片背面绒毛密度与Q型烟粉虱产卵量具有显著相关性,其中NC71上的成虫数（8.22头/株）、产卵量（135粒/株）、叶背绒毛密度（164.67个/cm²）均最低。进一步利用Y嗅觉仪测定Q型烟粉虱对云烟97、中烟104、NC89、NC71烟草品种叶片气味及其提取物的行为反应,结果显示,NC71叶片及其提取物对Q型烟粉虱具有明显驱避作用（烟粉虱对其趋性分别为24.67%和13.33%）。NC71对Q型烟粉虱成虫选择性、产卵选择性抗性较强,具有在植烟区推广种植潜力。     

不同品种烤烟对土壤微量元素的响应

为了探明不同品种烤烟对土壤微量元素的响应能力,选用K326、云烟87和红花大金元(红大)3个品种,测定了烤烟根际土壤、根系及不同部位烟叶微量元素含量。结果表明:不同品种烤烟对土壤微量元素的响应能力表现为K326云烟87红大,不同微量元素在烤烟根系中的含量为FeMnZnCu。烟叶Cu含量表现为上部叶中部叶下部叶;Mn含量表现为下部叶中部叶上部叶;K326和红大烟叶Fe、Zn表现为下部叶中部叶上部叶,而云烟87则表现为中部叶下部叶上部叶。因此,对烤烟补充微肥时,应根据烤烟品种的特性合理进行,从而提升烟叶产量和品质。     

保润剂对烟草叶表面微结构的影响

为调查添加保润剂后烟草表面微结构的变化情况,采用XL30-ESEM型环境扫描电子显微镜技术,对添加木糖醇、山梨醇、丙二醇、丙三醇和芦荟多糖5种保润剂烟草的上表皮、下表皮和断面进行了研究。结果表明,保润剂均能使烟样的水分含量极显著增加,添加保润剂的烟草叶表面沟槽纹理发生变化,其中C2F上表皮处理样品的沟槽纹理面积比列均显著增加。处理样品气孔的保卫细胞除山梨醇和芦荟多糖的X2F下表皮不显著外,其他均有显著膨大。丙二醇、丙三醇和木糖醇对气孔宽度的缩小和气孔平均面积的减少均有显著影响。保润剂处理的烟样断面厚度均显著高于对照。总体比较,丙二醇和丙三醇对叶表面微结构的影响较大,其他排序是木糖醇、芦荟多糖和山梨醇。     

疫霉葡聚糖激发子Gep1诱导烟草对烟草花叶病毒的抗性研究

烟草花叶病毒病是危害烟草的重要病害,可通过激发子诱导烟草产生抗病性。利用乙醇沉淀、DEAE-52、SephadexG-100柱层析的方法,从疫霉菌中分离纯化出一种葡聚糖类激发子Gep1。Gep1诱导后,烟草叶片产生和积累H₂O₂、酚类物质;烟草叶片苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性均有不同程度的提高。Gep1可以诱导烟草抗TMV。盆栽实验表明,4 mg/mL Gep1的防效为67.4%,降低了发病率,推迟了发病时间。半定量RT-PCR结果显示,Gep1激发子诱导烟草抗病相关基因的上调表达,表明Gep1可激发烟草防卫反应,诱导烟草产生系统抗性,提高烟草对病毒的抗性。     

贵州不同生态区域烤后烟叶表面提取物差异及其对烟叶风格的影响

为了探讨烟叶表面提取物与烟叶风格的关系,研究了贵州5个不同生态条件下烟叶表面提取物差异及其对烟叶风格的影响。结果表明,贵州不同生态烟叶表面提取物无论烷烃类,还是萜烯类均存在明显差异。烤后烟叶表面提取物对烟叶芳香类型有一定的影响,对香气量影响较大;缺少烟叶表面提取物,部分芳香类型会缺失,香气丰富感下降。