论烟田功能微生物利用及其发展方向

微生物是一类潜在应用价值很大的可再生生物资源,不仅在维持整个生态平衡中发挥了巨大的作用,而且被广泛应用于农业、工业、医药、食品及环保等各个领域。从烟田功能微生物的概念与内涵,以菌治病、以菌治毒、以菌治虫等绿色防治,改良烟田土壤,培育健株,改善烟叶品质等方面论述了国内外烟田功能微生物的利用现状和研究进展,并对今后烟田功能微生物利用的研究重点及发展方向进行了展望。     

林烟草钾离子通道基因NKT6的克隆与表达定位分析

针对华北黑龙港流域冬小麦–夏玉米种植制度中冬小麦灌溉水用量过大的问题,以节水和稳产为目标设计了冬小麦滴灌制度定位试验,比较了滴灌与漫灌及不同滴灌模式下的小麦产量和水分利用效率。结果表明,在实验年份的降水条件下,传统灌溉定额和次数(总量225 mm,分1~3次灌溉)的滴灌与漫灌处理的小麦产量和水分利用效率差异均不显著;在两年降水特点不同的情况下,滴灌量比对照减少45~105 mm的处理产量下降不显著,水分利用效率显著提高。相关分析结果表明,对产量的贡献表现为穗粒数>千粒重>穗数。研究结果初步表明,冬小麦滴灌技术在黑龙港流域具有节水稳产的潜力。     

苗盘高度和育苗密度对烟苗生长发育的影响

塑料泡沫育苗盘作为漂浮育苗方式是不可或缺的基础设施,长期的化工制造不仅造成生态环境的污染,同时造成育苗成本的不断提高。本研究以降低育苗成本,培育优质壮苗为目的,研究了不同苗盘高度和育苗密度对烟苗生长发育及病虫害发生的影响,并分析了轻简育苗的经济效益。结果表明:以苗盘高度5cm、育苗密度160株/盘的育苗盘所育烟苗根系发达,苗株健壮,病害发生率低,综合生理生化指标优于常规育苗盘所育烟苗,经济效益提高1.95元/盘。本试验结果可为环保材料矮化育苗盘开发的规格提供参考。     

烟草青枯病菌拮抗菌的筛选、鉴定及生防特性研究

烟草青枯病危害严重,以拮抗菌进行防病的生物防治手段成为研究热点。从不同烟田分离纯化出238株细菌菌株,首先经牙签接种初筛,选取对青枯病菌抑制效果较好的菌株制备其抑菌物质的粗提物,以牛津杯法复筛,最终获得3株对烟草青枯病菌有明显抑制作用的拮抗细菌。全细胞脂肪酸、16S rDNA及gyrB基因测序等分析结果表明,菌株H19、Y6为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),菌株H34为甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)。3株拮抗菌经CAS检测平板法和Salkowski比色法,发现均具有产铁载体和吲哚-3-乙酸(IAA)的能力,以菌株H19能力最强。温室促生试验结果表明,3株拮抗菌能显著促进烟草株高、鲜重及干重等指标,与对照相比,平均增长率分别达到70%~115%、40%~49%和32%~42%。温室控病试验结果表明,菌株H19、H34和Y6明显降低烟草青枯病的发病率,防效达76.57%、60.98%和69.83%,稍逊于农用链霉素处理的78.66%。     

林烟草KUP/HAK/KT钾转运体基因NsHAK11的亚细胞定位与表达

【目的】应用生物信息学方法,分离和克隆烟草钾转运体KUP/HAK/KT家族新基因,对其进行亚细胞定位和表达分析,为开展烟草KUP/HAK/KT钾转运体的研究提供借鉴。【方法】通过生物信息学方法,搜索林烟草（Nicotiana sylvestris）和绒毛状烟草（N.tomentosiformis）基因组数据库,预测两种烟草中的钾转运体KUP/HAK/KT家族成员,构建系统进化树。根据所获结果,从林烟草中获得一个新的烟草KUP/HAK/KT家族基因。采用Wolf PSORT对蛋白的亚细胞定位进行预测,并利用农杆菌浸润法注射本生烟（N.benthamiana）叶片后激光共聚焦显微镜下观察,依据融合荧光蛋白在细胞内产生荧光的位置确定蛋白的亚细胞定位,用以验证预测结果;采用PLACE网站对基因的表达模式进行预测,并用荧光定量PCR分别研究其在盛花期林烟草不同器官的表达差异及低温、高温和低钾胁迫下苗期林烟草叶片中NsHAK11的表达变化,用以验证预测结果。【结果】预测出林烟草和绒毛状烟草KUP/HAK/KT钾转运体家族均含有19个成员,进化上分为4个Cluster（簇）。根据预测序列结果,从林烟草中克隆得到一个ClusterⅢ中的基因,其编码蛋白与拟南芥（Arabidopsis thaliana）中AtKUP11的相似性最高,因此,将其命名为NsHAK11,其编码蛋白与已获得的2个烟草NrHAK1和NtHAK1的相似性仅为48%和49%,所以NsHAK11是一个新的烟草KUP/HAK/KT基因。Wolf PSORT预测显示NsHAK11主要定位于细胞质膜中。亚细胞定位试验中NsHAK11与GFP和DsRed2两种报告蛋白融合的定位结果均表明NsHAK11定位于细胞质膜中,与预测结果相符。利用PLACE网站对NsHAK11启动子分析得到,NsHAK11可表达与定位于根、花和胚芽组织中,受到低温、高温、干旱和激素等因素的影响。实时荧光定量PCR分析结果与预测结果基本一致：NsHAK11在盛花期林烟草各组织器官中均有表达,但表达水平存在强弱差异,其在主根中的表达量最高,在侧根中的表达量次之,而在叶片中的表达量最低;NsHAK11在苗期林烟草叶片中受低温、高温和低钾胁迫时呈现不同类型的上调表达,其中,低温处理时NsHAK11的表达上调程度最大且响应时间最早,高温处理时其表达上调程度次之,但在前期会出现明显抑制,低钾处理时其表达量可上调表达,但并不显著。【结论】获得了一个烟草KUP/HAK/KT基因家族新成员NsHAK11,其编码蛋白为主要定位于细胞质膜中的钾转运体,该蛋白广泛存在于各组织器官中,参与叶片响应低温、高温和低钾胁迫的应对机制。     

植物KUP/HAK/KT家族钾转运体研究进展

钾是植物必不可缺的大量元素,作为细胞内的主要溶质,参与植物的生长发育过程。植物通过钾通道和钾转运体两种方式吸收钾营养。钾转运体包括4个家族,其中KUP/HAK/KT家族成员最多,且研究最为深入。其成员是广泛存在于植物细胞质膜和液泡膜上的一种跨膜蛋白,多具有高亲和性钾吸收功能的转运体。KUP/HAK/KT转运体不仅在植物对K+的吸收与转运过程中发挥作用,也参与调节植物的生长发育。综述了植物KUP/HAK/KT家族的分类、组织定位、功能和表达调控等方面的研究进展,以期为研究植物的钾营养吸收机制提供理论参考。     

烟草壮苗指数模型研究

【目的】前人对作物壮苗的研究多集中在指标筛选上,而对于量化的壮苗指数模型的建立及验证研究涉及较少,特别是关于烟草壮苗指数模型的研究尚鲜见报道,烟草育苗实际生产中,亟需探讨与制定科学评价烟草壮苗的量化指标。本研究旨在探讨建立适合于中国烟草集约化育苗的壮苗指数模型,为烟草生产规范育苗和培育壮苗提供理论依据。【方法】依据传统的壮苗标准,遵循主导性、实际性和可操作性等原则,测定烟苗株高、茎围、地上部鲜重、地下部鲜重、根系活力、叶绿素、超氧化物歧化酶、可溶性蛋白等17项素质指标,采用模糊综合评判法计算烟苗素质综合评价指数,在此基础上将各单项烟苗素质指标与综合评价指数进行相关分析,筛选几种具有代表性的素质指标,组合两种不同类型的壮苗评价指标,即相对指标（2项单项素质指标比值）和复合指标（3项以上单项素质指标组合）,并利用相关分析方法将烟苗素质综合评价指数与相对指标、复合指标等分别进行相关分析,筛选出具有代表性的壮苗评价指标,建立烟草壮苗指数模型,最后将壮苗指数模型与烟苗各项素质指标参照次数分布表的编制方法进行合理分组,绘制各素质指标与壮苗指标线性关系图,得出壮苗指数模型最佳取值范围。【结果】（1）烟苗素质综合评价指数为0.26—0.80,此范围可全面地概括烟苗的整体素质,能定量、客观地评价烟苗的质量,通过总分值频率曲线法,将烟苗素质分为四级,0.71—0.80为最优壮苗级别,0.62—0.70为壮苗级别,0.41—0.61为次壮苗级别,0.26—0.40为弱苗级别。（2）单项指标和相对指标信息有局限性,不能全面地描述烟苗的整体素质,而由多项素质指标组成的复合指标,稳定性好,代表性强,其中[(茎围/株高)×总鲜重×10]复合指标与综合评价指数呈极显著相关,可作为衡量烟苗素质的壮苗指数模型。（3）17项烟苗素质指标与壮苗评价指标[(茎围/株高)×总鲜重×10]的关系分析图表明,当[(茎围/株高)×总鲜重×10]为28.57—37.05时,烟苗健壮,根系发达,通过大田验证,[(茎围/株高)×总鲜重×10]为28.57—37.05内的烟株生长发育较快,田间生长势强,根系对土壤水分和营养物质的吸收较为活跃,光合作用力大,抗逆性强,烤后烟叶品质好、经济效益可观。【结论】壮苗指数模型[(茎围/株高)×总鲜重×10]能科学地衡量烟苗素质及其生长发育状况,全面地反映烟苗各项素质指标,简单实用、方便快捷。经大田验证,当数值为28.57—37.05时,各项烟苗素质指标达到最高值,烟苗移栽后还苗快且还苗率高,各生育时期烟株农艺性状和生理生化性状好,烟叶经济效益大、品质优。