烟草PR10蛋白生物活性及赤星病菌Alternaria alternata诱导下的表达分析

为深入研究植物PR10蛋白的生物学功能,以烟草PR10蛋白(NtPR10)为研究对象,采用冷休克蛋白表达载体p Cold II,构建烟草PR10融合蛋白原核表达系统,优化表达及纯化条件,获得高纯度NtPR10融合蛋白;分别采用底物法和滤纸片法体外分析其核酸酶活性及抑菌活性;并利用荧光定量PCR方法分析了烟草赤星病菌Alternaria alternata侵染下,NtPR10基因在抗、感烟草品种内不同时间点的表达差异。结果表明,15℃、0.1 mmol/L IPTG过夜条件下可诱导获得大量可溶性目的蛋白,50、100 mmol/L咪唑缓冲液洗脱能够获得较高纯度的目的蛋白;纯化后的NtPR10蛋白能够降解烟草总RNA,具有核酸酶活性,且1.0、0.5、0.25μg/μL的NtPR10蛋白溶液均对烟草赤星病菌的菌丝生长具有显著的抑制作用,但随着蛋白浓度的降低,抑菌作用减弱;荧光定量PCR结果显示,接种烟草赤星病菌后,NtPR10基因在感病品种和抗病品种中均显著上调表达,但其在抗病品种的响应速度和表达量显著高于感病品种,表明NtPR10应答了烟草赤星病菌的侵染过程。     

烟草航天诱变突变体叶形遗传分析及基因定位

利用航天诱变方法获得烟草品种NC89的突变体NC89-M,与野生型相比,NC89-M叶形呈宽椭圆,叶面褶皱,叶缘呈锯齿状。为明确烟草航天诱变突变体NC89-M叶形突变机理,挖掘突变体叶形突变基因,利用NC89-M与烟草品系2014-168杂交获得F2群体,对F2群体遗传分析表明突变体叶形性状受1对显性主效基因控制。通过混合集团分离法,确定SSR标记PT60795与叶形性状连锁。利用已有的突变体基因组序列信息,开发InDel标记最终将突变基因nc89m定位于标记PT60795与InDel5之间,遗传距离分别为2.9 cM和4.4 cM。在该区间内发现在叶片中高表达的基因Nitab4.5_0000008g0880.1编码区第1 294个核苷酸发生突变,由腺嘌呤突变为胞嘧啶,其编码氨基酸由酪氨酸突变为天冬氨酸,因此将其作为nc89m的候选基因。本研究为Nitab4.5_0000008g0880.1的基因克隆及功能验证打下基础。     

植物MicroRNA研究进展及其在植物与病原菌互作中的作用

针对植物MicroRNA研究进展进行综述,主要阐释植物MicroRNA的分子进化、功能及调控机制;同时,指出植物MicroRNA在植物与病原菌互作中的作用。今后应加强MicroRNA在植物抗性机制中的研究,从而为植物抗病性机制研究提供理论基础。     

秸秆还田对烟株生长发育及烟叶产质量的影响

研究小麦秸秆和玉米秸秆还田处理对烟株生长发育及产质量的影响,结果表明:小麦秸秆还田好于玉米秸秆还田,以小麦秸秆4.5 t/hm2还田效果最好,可促进烟株生长发育,提高烟株的抗病性,提高烟叶上中等烟比例、尤其是上等烟比例;提高烟叶均价,获得理想的经济、生态效益。     

黑胫病菌诱导的烟草SSH文库构建及其分析

黑胫病是危害严重的世界性烟草主要病害之一,探究烟草对黑胫病的抗病机制,可以为该病的综合防治提供理论依据。本研究以烟草黑胫病抗性品种革新3号为材料,利用黑胫病0号生理小种诱导其水平抗性,分别在接种后0.5、1、3、6、10和16 d取样,通过抑制差减杂交技术(SSH)构建cDNA文库,获得了960个阳性克隆。利用反向Northern斑点杂交技术对其中240个阳性克隆进行杂交筛选,筛选出57个表达差异明显的基因,序列拼接后获得33条高质量EST,测序及其比对分析表明,革新3号对烟草黑胫病抗性相关基因主要涉及抗病防卫、光合作用、信号传导和能量代谢等方面。进一步基因功能分析显示,病程相关PR1b蛋白、半胱氨酸蛋白、延伸因子1-α、α-微管蛋白、细胞色素P450、精胺合成酶、水通道蛋白、过氧化物酶体膜蛋白、甘氨酸延伸因子等可能参与了烟草与黑胫病菌非亲和互作过程。     

皖南烟区烤烟品种云烟87移栽期研究

为探索不同移栽期对烤烟品种云烟87产量和品质的影响,在皖南鄂皖、沪皖2个试验点开展了不同移栽时期试验.结果表明,在鄂皖试点,不同移栽期对云烟87的农艺性状、经济性状及烤后烟叶质量影响均不大;在沪皖试点,移栽期比当前生产推迟后,叶片数增多,茎围和节距减小,烤后烟叶上等烟比例降低,外观质量变差.综合2个试验点来看,云烟87在皖南3月19日左右(皖南当前生产移栽期)进行移栽,综合性状表现较好.     

八福仙生物有机肥对烟草生长和烟叶品质的影响

采用田间小区试验的方法,研究了八福仙生物有机肥对烟草生长和烟叶质量的影响。结果表明,施用八福仙生物有机肥,增强了烟株对病毒病的抗病性,提高了烟叶油分、色度及烟叶化学成分协调性,获得了较好的经济、生态效应。     

草炭土对烤烟生长发育及产质量的影响

研究了施用草炭土对烟株生长发育及产质量的影响。结果表明,以草炭土30 t/hm2改良土壤效果最好,表现在促进了烟株生长发育、提高了烟株的抗病性、增加了烟叶上中等烟比例尤其是上等烟比例、提高了烟叶均价,获得了理想的经济效益。     

早花基因（FT）介导的烟草快速回交改良研究

【目的】针对常规回交育种周期较长的问题,以烟草为模式植物,探索快速回交改良作物的有效方法。【方法】以对TMV免疫的烤烟品种Fc8作为抗性供体亲本,以综合性状优良但感TMV的中烟100为受体亲本进行回交改良及种质创新。首先从拟南芥中克隆早花FT,将其连接到植物表达载体P22上,并转入农杆菌中,采用叶盘法转化烟草Fc8,创建含FT的Fc8阳性植株。阳性植株分别与中烟100杂交,根据F₁后代群体中早花基因的分离比例,鉴定筛选含单拷贝FT的阳性植株。接下来,从含单拷贝FT的阳性植株的F₁群体中选择早花植株,与中烟100回交,根据回交分离群体中FT早花基因与TMV抗性N基因的分离比例,筛选FT与N基因不连锁的阳性植株。选择该阳性植株与中烟100连续回交。在每一回交分离世代中,选择早花且含有TMV抗性标记的植株连续回交,当后代遗传背景大部分与中烟100相近,并保留TMV抗性时选择非早花且含N基因标记的植株,鉴定无FT、Ubi启动子、Nos终止子和Hyg筛选标记等转基因元件后,连续自交纯化,筛选改良的创新种质。【结果】通过转基因技术共获得8株含FT的Fc8阳性植株,经鉴定获得一个含单拷贝FT,且FT和TMV抗性N基因不连锁的Fc8植株。用该植株作为TMV抗性的供体亲本回交改良中烟100,一年多时间已回交加代到BC₄F₁,比常规回交育种时间缩短450-500 d。早花基因在杂交、回交各世代均能稳定表达,早花植株在苗龄50-60 d现蕾开花,早花植株现蕾开花时,一般有3-4片叶,株高平均约35 cm,同期非早花植株高约27 cm,仍然处于营养生长阶段。非早花植株在苗龄130-140 d现蕾开花,平均株高约120 cm,叶片数18-20片。FT能使植株花期提前70-90 d,缩短世代周期约一半时间;早花加代结合TMV分子标记筛选得到了BC₁、BC₂、BC₃代TMV抗性烟草新种质。【结论】借助FT介导的早花及抗TMV基因分子标记,能有效地缩短烟草TMV抗性回交育种周期、加快回交育种进程,虽利用转基因技术但可获得不含有任何转基因元件的创新种质。     

不同烤烟品种叶片代谢关键酶活性差异研究

以翠碧一号、K326、中烟100、云烟87、红花大金元、中烟103为试验材料,通过大田试验研究了不同烤烟品种叶片不同生育时期代谢关键酶活性以及质量差异。结果表明:从栽后25d开始,烟叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈双峰曲线,K326和云烟87最低,翠碧一号和中烟103前高后低;淀粉酶活性随烟叶生长而增长并到55d时出现峰值,随后开始下降,以翠碧一号、云烟87的淀粉酶活性最高;苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在栽后65d之前,中烟100和中烟103显著的低于其他4个品种;多酚氧化酶(PPO)活性在栽后45d品种间开始出现差异,以翠碧一号活性最低。从烤后烟样化学成分含量来看,中烟103的总氮、烟碱含量最低,还原糖、总糖含量最高,钾氯含量适中,化学成分比较协调。