耐低氮烟草基因型的筛选及氮效率分析

筛选耐低氮及氮高效的烟草基因型是提高氮素利用效率，减少氮污染的一种有效途径。本文采用营养液培养方法，于苗期以低氮(0.5 mmol L–1)和正常氮(5.0 mmol L–1)处理74个不同基因型烟草，通过指标统计、因子分析、聚类分析来确定评价指标及筛选出耐低氮基因型，并结合氮效率综合值分析表明，在低氮和正常氮条件下，不同基因型烟草的根系体积、根系生物量、茎叶氮累积量、地上部生物量变异系数均较大，分别为0.37~0.68和0.38~0.64。低氮和正常氮的主成分基本相似，在不同供氮条件下茎叶氮累积量、地上部生物量均起主要作用。筛选出15个耐低氮基因型，占供试材料的20.3%，其中8个属于低氮高效正常氮低效型，占耐低氮基因型的53.3%，6个属于低氮低效正常氮低效型，占40.0%，1个属于低氮高效正常氮高效型，占0.7%；筛选出8个低氮敏感基因型，其中6个属于低氮低效正常氮高效型，占75.0%，2个属于低氮低效正常氮低效型，占25.0%。初步确定14P9为耐低氮、氮高效基因型，中烟100和K394为低氮敏感、氮低效基因型。     

增施生物炭对烤烟生长及产量、质量的影响

通过田间试验,设置无机肥（T1）、生物有机肥（T2）、无机肥+生物炭（T3）、生物有机肥+生物炭（T4）4种不同的施肥处理,研究在无机肥和生物有机肥基础上分别增施生物炭对烤烟生长和产质量的影响。结果表明：（1）移栽期至团棵期,T3比T1鲜干重略有增多,T4比T2干重略有降低,但T4比T2鲜重显著降低了13.74%;团棵期至旺长期,T3比T1鲜重降低了6.55%,干重降低了11.87%,差异均显著,T4比T2鲜干重稍有降低;旺长期至打顶期,T4比T2鲜重显著增多了13.12%,T3比T1鲜重显著增多了18.33%,T4比T2及T3比T1的干重都有所提高,但差异均不显著;增施生物炭对烟株生长的影响为前期（旺长期之前）抑制、后期（旺长期之后）显著促进。（2）增施生物炭能够有效扩展烟株中上部烟叶面积,其中对中部烟叶扩展效果显著,T3比T1中、上部叶面积分别增大19.73%、0.90%,T4比T2分别增大9.39%、2.50%。（3）增施生物炭能提高烤前（生育期间）烟叶内部质体色素含量,降低烤后烟叶叶绿素含量和提高类胡萝卜素含量。（4）增施生物炭能显著提高上、中部烟叶的总糖含量,降低烟碱含量,使化学成分更协调,T3比T1上、中部烟叶总糖含量分别提高2.85%、11.85%,T4比T2分别提高1.88%、3.49%;T3比T1上、中部烟碱含量分别降低10.19%、29.61%,T4比T2分别降低16.61%、5.21%。（5）与单施无机肥相比,无机肥配施生物炭可分别使产量、产值、上等烟比例、中上等烟比例、均价提高5.06%、8.79%、8.98%、0.08%、3.58%,生物有机肥配施生物炭与纯施生物有机肥相比可分别提高2.07%、12.28%、10.88%、2.07%、10.00%,其中增施生物炭提高上等烟比例幅度最大。（6）生物炭与生物有机肥配施对烤烟产量和质量的提高效果最佳。     

PchsA驱动的烟草orf25基因表达载体构建及遗传转化

为研究orf25基因的功能及其与烟草雄性不育性的相关性,通过PCR方法从质粒p UC57-Pchs A中扩增了花特异性启动子Pchs A,并以其取代植物表达载体p BI121中的组成型启动子Ca MV35S,然后将orf25基因插入到Pchs A启动子下游,构建由Pchs A启动子驱动的orf25基因表达载体,测序结果显示植物表达载体p BI121-Pchs A-orf25构建成功。将该表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,采用根癌农杆菌介导法遗传转化雄性不育烟草MS革新3号,共获得76株转基因烟草植株,经PCR鉴定,转基因阳性植株为18株,转化率为23.7%。研究结果证明目的基因orf25已整合到烟草基因组中,为进一步探究该基因的功能及其与烟草雄性不育性的关系奠定了基础。     

生殖生长期烟草orf25基因的表达和ATP酶活性分析

为探讨烟草orf25基因与雄性不育性的关系,以处于生殖生长期的烟草雄性不育系MS革新3号及其保持系革新3号为研究材料,运用荧光定量技术测定orf25基因的表达量,同时测定ATP酶活性。结果表明,orf25基因在保持系不同器官中的表达量比不育系的相对较高,而在同一材料中,orf25基因在花器官中的表达量最高,叶片次之,根部表达量相对较低;ATP酶活性也是保持系的比不育系的相对较高,而在同一材料中,花器官中的ATP酶活性也最高,而叶与根之间则无显著差异。相关性分析表明,同一器官中orf25基因的表达量与ATP酶活性之间存在着极显著的正相关。     

烟草ATP合酶F_0部分4个亚基基因转录本编辑位点分析

RNA编辑是高等植物线粒体基因转录后表达调控的一种重要方式。为探究ATP合酶F_0部分的4个亚基基因与植物雄性不育性的关系,本研究以3个烟草雄性不育系(MS中烟90、MS云烟85和MS K326)及其同型保持系为供试材料,比较分析atp6、atp9、orf25和orf B线粒体基因转录本的编辑位点。结果表明,orf25和orf B基因转录本在不育系和保持系中发生的编辑位点是一致的。atp6基因在不育系中未发生编辑,在保持系中共有6处发生了RNA编辑。与保持系相比,atp9基因在不育系中除8处共同的C→T编辑外,还缺少2个C→T的特异编辑位点,其中1个导致氨基酸类型的改变。推测不育胞质因缺少特异的线粒体基因转录本编辑而导致烟草的细胞质雄性不育。     

苗期耐低磷烟草基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效作物是充分利用土壤磷素和磷肥,减少磷肥施用对环境污染的重要手段。调查烟草基因型的磷素利用效率可为培育磷高效烟草品种提供理论依据。【方法】以71个烟草品种为供试材料进行了水培试验。以Hoagland营养液为基础(1.0 mmol/L KH₂PO₄),调整营养液磷水平0.01 mmol/L KH₂PO₄ (低磷)。烟苗在完全营养液中生长至4叶1心时进行处理。处理21天后,采样分析烟草主要生长、形态和生理指标,筛选耐低磷基因型判别指标,并对品种进行磷效率类型划分。【结果】全株磷累积量、地上部干重、根干重、株高、总根长及根直径可作为鉴定耐低磷烟草基因型的苗期筛选指标。将全株磷累积量和地上部干重的耐低磷相对值进行聚类热图分析,鉴定出8个耐低磷品种、21个低磷敏感品种及42个中间型品种。同时,依磷效率综合值作散点图发现,耐低磷品种中有4个低磷低效正常磷低效型、2个低磷高效正常磷高效型和2个低磷高效正常磷低效型,低磷敏感品种中有14个低磷低效正常磷低效型、1个低磷高效正常磷高效型和6个低磷低效正常磷高效型。【结论】初步确定K326和云烟105为耐低磷且磷高效品种,G28、闵烟3号、DB101、Oxford 2028、14P10、CV70、云烟98、MSB44、单育2号、净叶黄、CB1、中烟101、RG11和MSB31等14个为不耐低磷且磷低效品种。     

烟草orf25基因植物表达载体的构建及遗传转化

为更好地研究烟草雄性不育的机理,构建orf25基因的植物表达载体。orf25基因是ATP合成酶F(0)部分的4个亚基因之一。以雄性不育烟草MS革新3号为受体材料,利用组成型启动子Ca MV35S构建orf25基因植物表达载体,将表达载体p BI121-orf25导入根癌农杆菌LBA4404。采用根癌农杆菌介导orf25基因遗传转化MS革新3号,结果证明载体上的目的基因orf25已整合到烟草基因组中,并获得了52株转p BI121-Ca MV35Sorf25基因烟草植株,经PCR鉴定,转基因阳性植株有14株,转化率为26.9%。为下一步研究该基因的功能及其与烟草雄性不育性的关系提供依据。     

作物不同基因型耐低氮性和氮效率研究进展

筛选耐低氮能力强、氮效率高的作物基因型是提高氮素利用效率,节约矿质营养资源,减少环境污染的一种有效途径。本文通过论述作物耐低氮性和氮效率的概念、筛选时期、评价指标,分析两者的异同点,发现作物耐低氮性和氮效率两者评价的指标和时期基本类似。同时,比较了氮素营养划分的不同类型,认为将不同基因型划分成低效不响应型、低效响应型、高效不响应型、高效响应型更合理,能更清晰表现出不同品种对氮素的利用状况。合理、全面评价作物不同基因型对氮素的利用状况,加强对作物耐低氮性和氮效率的生理机制和分子生物学机理研究,对于作物育种、栽培及发展节约高效的绿色农业具有重要意义。