遗传改良降低白肋烟杂交种烟碱转化率研究

【目的和方法】本研究针对中国白肋烟主栽杂交种鄂烟1号烟碱转化株比例和烟碱转化率高的问题，采用转化株早期诱导鉴定和选择技术对其亲本进行了改良，配置出改良杂交种LC-1和LC-2，并探讨了其增质减害效果。【结果】经过3代定向选择后亲本材料B21的转化株比例由70.7%降低到0.0%～0.5%；B37由10.9%降低到0.0%～0.5%。两个改良鄂烟1号（2005年）的总转化株比例分别为5.0%和11.6%，分别比对照常规鄂烟1号的45.0%降低约 9倍和4倍；混合样品的烟碱转化率分别为2.14%和3.13%，比对照的10.65%分别降低4倍和2.4倍；总TSNA含量分别比常规种降低86.7% 和102.6%，其NNN 含量分别降低186.9%和155.5%。改良杂交种香味品质明显改善，表现为烟叶风格程度增加，香气质、香气量提高，杂气减少。【结论】改良杂交种生物碱组成得到优化，增质减害效果明显，具有很大的推广利用价值。     

白肋烟不同品种烟碱转化株比例及转化率株间分布

采用气相色谱仪对我国不同产区白肋烟及四川不同品种调制后烟叶的生物碱组成和含量、烟碱转化株比例和烟碱转化率进行了测定分析。结果表明，四川白肋烟烟碱转化率显著高于其它产区，四川主栽品种宣汉-5存在严重的烟碱转化问题，其中种植面积较大的窄叶型品种的转化株比例高达96．0％，平均烟碱转化率为34．8％，宽叶型品种也较高。达白1号烟碱转化问题相对较小，3个地点的转化株比例分别为18．0％、18．0％和52．0％，平均烟碱转化率分别为3．5％、3．1％和14．3％，在经过改良后，有较高利用价值。鄂烟1号和TN90群体中也不同程度存在转化株。新配制的杂交种达白3号和达所24烟碱转化问题突出，转化株比例达100％，需要进行系统选择和改良。同一品种在不同地点烟碱转化表现差异性。     

白肋烟达白杂交种及其亲本的烟碱转化率分析

采用烟碱转化株早期诱导鉴别方法,对3个白肋烟杂交种及其亲本的烟碱转化率进行了分析.结果表明,不同杂交种生物碱组成和含量存在显著差异,其中迭白1号和达白2号烟碱转化问题相对较小,但群体中仍然存在不同程度转化株,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MSKY 14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MSVA 509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.     

白肋烟叶片着生部位与烟碱转化的关系研究

对4份白肋烟(Nicotiana tabacun L.cv.Burley)品系,按叶片着生部位依次取样,分析了烟碱含量,结果表明,烟碱含量因叶片在植株上的着生部位不同而差异较大,由下至上逐步升高,呈二次曲线分布。降烟碱含量因品系不同差异较大,高转化品系的降烟碱含量高于烟碱含量,随叶位的升高亦呈二次曲线升高;非转化品系的降烟碱含量则低于烟碱,随着叶片着生部位的升高降烟碱含量变化幅度较小,呈直线分布。烟碱转化率随着叶片着生部位的上升而逐步下降,呈二次曲线变化。下中部烟叶烟碱转化率较高,是导致烟碱含量低、香气平淡、品质低下的主要原因之一。烟叶生产中应在选用烟碱转化率低的品种同时,结合合理密植、改善光照条件等措施,控制烟碱转化率,提高烟叶香气品质和安全性。     

白肋烟烟碱转化率与生物碱含量及新烟草碱/降烟碱值的关系

研究了达白1号和鄂烟1号生长早期烟碱转化诱导后烟叶及调制后烟叶烟碱转化率与生物碱含量和新烟草碱/降烟碱值(Anat/Nnic)的关系.结果表明,烟碱转化率与烟碱含量呈显著负相关关系,与降烟碱含量呈显著正相关关系,随着烟碱转化率的增加,新烟草碱和假木贼碱含量无显著变化.烟碱转化率与Anat/Nnic存在极显著的幂函数关系.早期诱导烟叶的Anat/Nnic在低于0.8时,烟碱转化率开始显著增加,其对应的烟碱转化率为2.5%:调制后烟叶Anat/Nnic在小于1.1时烟碱转化率显著增加,对应的烟碱转化率为2.8%～2.9%.     

一个高烟碱转化烤烟株系的鉴定分析

经连续3 a跟踪筛选获得一个具有稳定高烟碱转化率的株系TS01,其田间生长株型为筒形,初烤烟叶表面具有色度较强的"樱红"色斑块,斑块表面具有明显的小颗粒状物体,烟叶闻香突出.微观下TS01烟叶细胞皱缩严重,表面高低不平,个别区域变形严重.与K326和云烟87相比,TS01烤后烟叶的降烟碱、麦斯明和N-甲酰基降烟碱含量均...     

白肋烟不同品种生物碱含量株间分布与变异性分析

对我国白肋烟主栽品种单株调制后烟叶样品的生物碱含量进行分析，结果表明，各品种均表现为烟碱含量变异性较小，其次为新烟草碱和假木贼碱，降烟碱含量株间变异性最大。达白一号和TN90的烟碱和总生物碱含量株间分布集中，烟碱含量变异系数分别为14．51％和19．33％，其次为鄂烟一号。达所24和宣汉-5株间变异性较大，变异系数分别为34．80％和36．57％。达白一号和TN90降烟碱含量正常，株问变异小，烟碱转化率低，分别为3．53％和2．54％；宣汉-5、达所24和鄂烟一号的降烟碱含量异常增高，平均烟碱转化率分别为34．80％；26．46％；11．20％，烟碱转化问题严重。达白一号和TN90生物碱含量和组成较为合理。稳定性好。     

白肋烟叶片、主脉及不同叶位间烟碱转化率的差异

在大田和温室栽培条件下,以白肋烟TN 90不同程度转化株为材料研究了烟叶主脉和不同叶位叶片烟碱转化率的差异及在烟叶晾制过程中的变化,结果表明,转化株烟叶在晾制后主脉的烟碱转化率远高于叶片,叶片的烟碱转化主要发生在烟叶晾制前2周的变黄阶段,叶脉的烟碱转化高峰发生在晾制的第2~3周.未充分发育的烟叶在晾制后的烟碱转化率低于同株充分发育的烟叶,打顶前的烟株中部以上烟叶随叶位的升高烟碱转化率降低,正常成熟的烟株在调制后各部位烟叶的烟碱转化率没有显著差异.非转化株主脉和叶片的烟碱转化率没有差异,且在烟叶调制过程中保持恒定.     

白肋烟烟碱转化率与TSNA含量及烟叶评吸质量的关系

为进一步明确白肋烟烟碱转化对烟草特有亚硝胺(TSNA)及烟叶感官评吸质量的影响,以不同烟碱转化率类型的白肋烟品系为材料,进行了生物碱、TSNA含量检测和原烟感官质量评吸。结果表明:低转化(LC)品系生物碱以烟碱为主,高转化(HC)品系则以降烟碱为主,LC品系比HC品系烟碱含量高107.78%,降烟碱含量则减少93.74%,烟碱转化率下降93.28%。HC品系以亚硝基降烟碱(NNN)含量为主,LC品系以亚硝基新烟草碱(NAT)为主,LC品系的NNN和TNSA总量分别比HC品系下降86.43%和66.61%,但NAT和4-(甲基亚硝胺)-1-(3-毗啶)-1-丙酮(NNK)、亚硝基假木贼碱(NAB)含量及其占TSNA总量的比例高于HC。LC品系的原烟感官评吸质量在香型风格、杂气等方面均优于HC品系,HC品系怪味突出。TSNA总量、NNN与降烟碱及烟碱转化率呈正向直线相关,与烟碱存在负向对数相关;NNK与烟碱的存在正向相关、与降烟碱及烟碱转化率存在负向对数相关;与降烟碱的相关系数均大于转化率和烟碱。为此认为,积极选育和推广种植烟碱转化率低的LC品系,是降低白肋烟TSNA含量和提高烟叶品质的有效措施,同时兼顾对NNK、NAB及NAT的选择与控制亦很有必要。     

IAA缓释处理对白肋烟产量、质量及内在主要化学成分含量的影响

为探讨植物生长调节剂IAA缓释处理对白肋烟烟株中上部烟叶烟碱含量的影响,在白肋烟烟株打顶后,采用不同缓释介质的IAA对白肋烟烟株进行缓释处理.结果表明,用IAA的凝胶帽处理和脱脂棉帽处理对白肋烟成熟期的生长有明显的促进作用,能促进中上部烟叶的开片,显著提高白肋烟烟叶的产量、质量;使白肋烟的中上部烟叶的烟碱和总氮含量下降、钾含量上升,内在化学成分更趋协调,评吸质量得以提高;从缓释介质考虑,采用凝胶介质的效果更好.     

不同基因型白肋烟致香物质含量的比较

在同一条件下对湖北省主推的5个不同基因型白肋烟品种调制后烟叶的致香物质含量进行了比较分析。结果表明,不同基因型、不同部位的白肋烟烟叶中致香物质的含量有较大差异;上部叶致香物质含量由高到低排列依次为鄂烟6号、鄂烟211、鄂烟209、鄂烟1号、22083,中部叶致香物质含量由高到低排列依次为鄂烟6号、22083、鄂烟209、鄂烟211、鄂烟1号;同一基因型白肋烟上部叶致香物质含量要高于中部叶,在相同栽培条件下,白肋烟品种鄂烟6号的总体致香物质含量最高。     

不同留杈烟方式对白肋烟烟叶产量及品质的影响

为充分利用达州地区光热资源,降低早花损失,增加有效叶数,促进农民增收,该研究以当地烟农白肋烟生产中传统的留杈烟方式为基础,结合生态、栽培、晾制等条件改进设计了3种不同的留杈烟方式,分别为半斩株采收烟株基部留杈烟,打顶后直接留顶芽一个作杈烟,打顶后第二次抹芽时选留顶芽一个作杈烟。结果表明:半斩株采收烟株基部留杈烟的方式下,头烟与杈烟的重叠生育期、重叠晾制期最短,杈烟单独生育期最长,烟叶总产量、总产值明显高于另2种留杈烟方式,达到5 345.03 kg/hm2和57 744.60元/hm2,均价、上中等烟比例均较高,同时化学成分含量较适宜。     

白肋烟品种比较试验研究

为筛选适合云南宾川种植并优质、高产、抗性好的品种,对6个白肋烟品种进行了田间比较试验。结果表明：①TN90、KY908、K26株高均高于对照,KY8959、KY907低于对照。各品种单株留叶数除KY907低于对照外,其他都高于对照。各品种大田生育期相差1-3d,属于中晚熟品种。②6个品种在田间均发生角斑病与空胫病,发病率均低于对照,KY8959最低。黑胫病除KY907外,其他均未发病。③供试品种的产量KY907最高,其次是TN90;产值以KY8959最高,其次是KY907。上等烟比例为TN90最高,其次是KY908,其他品品种也高于对照。④农艺性状、抗病性、经济性状综合比较,TN90、KY8959较适宜在云南宾川与对照TN86同时进行小规模种植示范．     

白肋烟转基因育种研究

利用农杆菌介导法将具有广谱抗病的葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,GO)基因及抗虫半夏凝集素(Pinella Ternata Agglutinin,PTA)基因转化到烟草中,并研究了影响转化和抗性植株再生的一些因素。结果表明,基因型是影响转化和抗性植株再生的关键因素,试验所用的3个品种KY14、KY8959、TN90中,KY14转化效率最高。用于烟草转化的侵染时间以15min为宜,共培养时间以2d最佳。PCR分子检测表明,外源GO基因及PTA基因已转入到烟草KY14中。淀粉-碘化钾显色反应检测到了转基因植株产生的过氧化氢,证实GO基因已经在烟草中发挥功能。     

烟碱降解微生物的筛选、鉴定及其烟碱降解效果评价

采用烟碱降解微生物平板筛选鉴别方法,从白肋烟和烤烟中筛选出11株烟碱降解微生物,经初步鉴定,3株为细菌,8株为放线菌;采用荷移光谱法测定了11株菌对纯烟碱和白肋烟叶片中烟碱的降解能力,其中放线菌K2对烟碱的降解能力最强,对白肋烟叶片中的烟碱降解率(48h)为74.77%,对纯烟碱可以完全降解。经过生理生化试验鉴定和16SrDNA序列比对,确定放线菌K2为除虫链霉菌(Streptomyces avermitilis)。     

白肋烟调制过程中叶片膜脂过氧化特性的研究

对白肋烟调制过程中叶片膜脂过氧化及内源保护酶活性的变化进行了研究，结果表明，随着白肋烟调制过程的进展，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性明显下降直至消失，膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量显著增加，过氧化物酶（ＰＯＤ）和过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性在调制２ｄ后上升到最大值，而后下降直到活性丧失，多酚氧化酶则在调制４８ｈ内上升到最大值之后下降。不同处理以高温变黄处理烟叶膜脂过氧化水平最高，低温处理最低。