应用IMP标记分析30份烟草品种的遗传关系

MITE (miniature inverted repeat transposable element)是植物中存在的高重复的一类转座元件。基于邻近MITE扩增多态设计的分子标记称为IMP标记(inter MITE polymorphisms)。从133个IMP引物中筛选出32个稳定多态的引物, 并以30个烟草品种为材料, 获得185个多态条带, 平均每对引物检测多态条带5.78个。聚类分析显示, 参试品种间遗传距离的变化范围为0.02~0.81、平均为0.33。30份烟草品种可分为3类, 晒烟、香料烟、北方烤烟品种等属I类; 第II类主要是美国NC系列品种、Coker系列品种和云烟系列烤烟品种; 第III类为两个白肋烟品种。结果表明, IMP标记能够在烟草中扩增并获得品种间多态信息, 可用于品种间的遗传关系分析, 这为烟草的遗传研究及分子辅助育种奠定基础。同时, 聚类结果显示, 30个栽培烟草品种之间亲缘关系较近, 丰富烟草种质资源应是今后育种的方向之一。     

白肋烟和马里兰烟叶绿素酶活性测定及其基因表达的实时定量PCR分析

白肋烟是普通烟草（Nicotiana tobacum. L）马里兰烟的缺绿突变类型。本研究在测定比较了白肋烟和马里兰烟叶片叶绿素酶活性的基础上,以18s rRNA为内参基因,采用实时定量PCR技术检测分析了成株期白肋烟和马里兰烟叶片中叶绿素酶基因的表达情况。酶活性测定结果发现白肋烟Burley21和马里兰烟Md609叶片中的叶绿素酶活性分别为525.17 nmol/(g?h)和257.60 nmol/(g?h),前者为后者的2.03倍。实时定量PCR检测结果表明,Burley21中叶绿素酶基因相对表达量为Md609中的3.01倍。这表明白肋型烟草叶片中叶绿素酶活性及其基因表达量的升高,可能导致了叶绿素的快速降解,从而使白肋烟叶片呈现缺绿黄化性状表现。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi-b多重PCR体系的构建与应用

稻瘟病是我国水稻主产区的重要病害之一, 其主效抗性基因Pi-ta和Pi-b在我国很多稻区表现广谱持久的稻瘟病抗性, 被广泛应用于我国的水稻育种和生产。本研究选用稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b及其等位基因的功能标记, 在对22份分别已知抗病基因Pi-ta和Pi-b以及感病基因pi-ta与pi-b组成的水稻品种检测验证基础上, 建立了2套稻瘟病基因多重PCR体系: 体系I同时检测抗病基因Pi-ta与Pi-b, 体系II 同时检测感病基因pi-ta与pi-b, 并利用2套体系对336份高世代育种材料进行检测, 与单标记检测结果比较, 表现稳定可靠, 重复性好。本研究构建的抗稻瘟病基因分子标记多重PCR体系可用于水稻种质资源的快速评价和抗稻瘟病分子标记辅助育种。     

烤烟根系研究进展

对烤烟根系的分布特征、发育规律、影响因子、生理及化学调控等方面的研究现状进行了系统综述,并提出了烤烟根系研究的展望。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基多重PCR扩增体系的建立

小麦的加工品质与小麦高低分子量麦谷蛋白的组成和含量密切相关,特别是Glu-1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成和含量.其中与好的加工品质相关的优质亚基如1Dx5、1Ax2*和1Bx7OB(over-expression)特异的分子标记已经被建立并应用于品质改良的分子育种.本研究的目的在于通过摸索PCR反应组分和循环参数对多重PCR反应结果的影响,建立一次反应能够同时鉴定1Ax2*、1Bx7OE和1Dx5亚基的多重PCR反应体系.结果表明:反应体系中的三种亚基的引物浓度比例和反应的Tm值是多重PCR成败的关键因素,当引物浓度比例为1Dx5:1Bx7CEL:1Ax2*=0.1:0.2:0.3或1Dx5:1Bx7OE:1Ax2*=0.1:0.2:0.4,Tm=60℃时1Ax2*、1Bx7OE和1Dx5亚基的多重PCR结果最好.利用HMW-GS的多重PCR的方法可以快速高效的鉴定多个亚基,可以进行小麦品质育种的复合分子标记辅助选择.     

DNA分子标记技术在烟草遗传育种中的应用

从种质资源研究、遗传图谱构建、基因定位及分子标记辅助选择等方面综述了DNA分子标记技术在烟草遗传育种中的应用,并分析了分子标记技术在烟草遗传育种研究中存在的问题及应用前景。     

强筋小麦分子标记多重PCR体系的构建与应用

面筋强度与小麦高低分子量谷蛋白亚基种类(组合)密切相关。以12个已知亚基基因组成的品种为对照,选用基因(位点)Axnull、Bx7^OE、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3i和Glu-B3的标记,构建多重PCR体系。以该体系检测对照的结果与已知基因型完全一致,一次PCR可同时间接检测7个与强筋有关基因(位点)Ax1/Ax2^*、Bx7^OE、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3i和Glu-B3。对62个陕西小麦品种的检测结果表明,优质强筋亚基基因(位点)Ax1/Ax2^*、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3i和Glu-B3的比例依次为56.5%、9.6%、33.9%、1.6%和64.4%,所有品种均不含Bx7^OE,携带0、1、2和3个及以上基因(位点)的品种分别占6.5%、33.9%、48.3%和11.3%。说明聚合多个强筋亚基基因(位点)的品种频率较低,通过优质亚基基因的聚合育种,可望改善陕西小麦品种的面筋品质。本研究所构建的强筋小麦分子标记检测的多重PCR体系检测结果稳定且可靠,可用于小麦种质资源的快速评价和强筋小麦分子辅助选育。     

刺槐EST-SSR标记PCR反应体系的优化

为建立一套适用于刺槐EST-SSR标记的PCR反应体系,采用L₁₆(4⁵)正交试验设计结合单因素试验,对刺槐EST-SSR PCR反应体系中的5个主要因素：引物、DNA模板、dNTPs、Mg²⁺和Taq DNA聚合酶进行优化试验。结果表明：在20μL反应体系中,各反应因素的最佳水平为0.5μmol/L引物、30 ng模板DNA、0.15 mmol/L dNTP、0.5 mmol/L Mg²⁺、1.0 U Taq DNA聚合酶。利用随机挑选的3个刺槐优良无性系品种和7对EST-SSR引物对优化体系进行验证,结果均能获得稳定、清晰的条带,证明该体系稳定可靠。此优化体系的建立为刺槐EST-SSR标记的开发以及利用EST-SSR标记深入研究和利用中国刺槐种质资源奠定基础。     

N基因标记基因PCR检测方法的建立及其在遗传育种中的应用

烟草的N基因是一个较为有效的抗烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)基因,在抗病育种中发挥着重要的作用。为建立其标记基因PCR检测体系,评估已知目的基因cDNA序列作为分子标记的目的基因辅助育种的可行性,本文依据N基因cDNA序列设计4对扩增范围在150～950bp的不同片段长度引物,并对含有N基因的coker176基因组DNA进行PCR扩增。扩增结果表明,有3对可扩增出特异产物。测序结果表明,有2对引物的扩增产物含有内含子。根据所获得的DNA序列设计出2对用于分子标记辅助育种的引物,并分别对C151、NC89、coker176等11个品种的基因组DNA进行扩增,结果表明在coker176、龙江912、吉烟9号和龙江911品种中有扩增产物,除龙江911外,这一结果与已知的N基因在11个品种的分布相一致,成功建立了N基因PCR检测体系,并证明以cDNA序列设计引物扩增DNA序列的目的基因辅助育种技术完全可行。并对实验中出现的问题进行了研究。     

烤烟漂浮育苗中烟苗的基本生长规律

2000-2001年,以NC89为供试品种,采用商品基质和育苗专用肥,进行烤烟漂浮育苗基本生长规律的研究。结果表明:在苗床期内,烟苗的茎高、单株根鲜重和茎鲜重在生育期内呈现持续增加趋势;茎围、单株根干重和茎干重在生育期内呈现先缓慢增加后迅速增加趋势;螺旋根发生率在苗床期内的变化是大十字期迅速增加而后基本趋于稳定。烟苗的根、茎、叶、全株中干物质积累均呈S型曲线,且相关性达到极显著水平。在小十字期和大十字期,烟苗各器官的干物质分配规律是叶>根>茎;在七叶一心期和成苗期,烟苗各器官的干物质分配规律是叶>茎>根。叶片内叶绿素含量、NR酶活性、SOD酶活性、根系活力均呈递增趋势;烟苗叶片中INV酶活性在整个苗床期内基本处于一个相对稳定的状态。与烤后烟叶中主要化学元素含量相比,烟苗体内的N,K,Ca,Mg特别丰富,尤其是小十字期。     

苏云金杆菌防治贮烟害虫应用研究

对从烟叶中分离到的对贮烟害虫高毒效的苏云金杆菌Bt33、Bt53、BtHB进行了系统的研究。结果表明:(1)经生理生化特性对比鉴定,菌株Bt33属科尔默亚种,血清型是H21;菌株Bt53属幕虫亚种,血清型是H2;菌株BtHB属加拿大亚种,血清型是H5a5c。(2)室内生物毒力测定,9d后Bt33、Bt53发酵原粉稀释300倍对烟草粉螟二龄幼虫防治效果均超过80%,BtHB发酵原粉稀释600倍防治效果超过80%。(3)菌剂Bt33、Bt53、BtHB在烟叶仓库中的实际防治效果,两个试验点烟叶均匀喷雾菌剂处理对烟草粉螟的防治效果好于烟包表面喷雾菌剂的处理;其中,烟叶均匀喷雾Bt53菌剂处理的防治效果最好。(4)施用苏云金杆菌菌剂防治贮烟害虫后对烟叶的化学成分无影响;卷制的单体烟香气质、香气量、烟气浓度、杂气与对照比,评吸分均有提高;刺激性、劲头、余味与对照比差异不显著。     

生物质颗粒燃料集中供料系统设计及在烟叶烘烤中的应用

为探索生物质颗粒燃烧机在烘烤工厂或烤房群中的高效应用,设计生物质颗粒燃料集中供料系统,以期实现各烤房生物质颗粒燃料自动供给。结果表明,利用生物质颗粒燃料供热进行烟叶烘烤,在烘烤过程中温湿度控制比较精准,烘烤工艺较易到位,有利于提高烟叶烘烤质量和降低烟叶烘烤的能耗成本;设计的生物质颗粒燃料集中供料系统,能实现各烤房生物质颗粒燃料的自动供给,整个烘烤过程中无缺料现象;降低了烟叶烘烤操作用工,有利于烟叶烘烤的减工降本。     

滇1型水稻质核雄性不育恢复基因的PCR分子标记

用混合品集分析方法(Bulked Line Analysis简称BLA)，在保持系和测交父本中的DNA各取20个样等量混合，对PMRF、OSR-33、RM294、RG304、RG257五对引物进行筛选，结果发现PMRF和OSR-33俩对PCR引物在保持系和恢复系之间有遗传差异。用这俩对引物分别对40个保持系和60个测交父本DNA样品进行扩增。另外，用滇l型杂交粳稻的保持系40份和测交父本60份与不育系进行测交，杂种Fl花粉的育性经1％的I-KI染色。用扩增出的带型与F1花粉的育性进行相关分析，结果表明扩增出带型与花粉的育性呈显著正相关，两种带型对应的花粉可育率均值经t别验差异极显著。表明PMRF和OSR-33标记与滇l型细胞质雄性不育育性恢复基因连锁，由于PMRF和OSR-33PCR引物是设计在第10染色体长臂的中部，所以，滇l型细胞质雄性不育育性恢复的一个基因可初步定位于第10染色体长舒的中部。     

适产养分临界值模型对玉溪烤烟产质量的影响

为验证烤烟适产养分临界值模型的有效性和适用性,采用田间试验,研究适产养分临界值模型对烟叶产质量的影响。结果表明,适产养分临界值模型推荐施肥量(T3)比常规推荐施肥量(T2)低58.9 kg/hm²,减施化肥对烤烟农艺性状影响不大,但可以提高产质量、肥料贡献率和肥料农学利用率。2019年T3处理产量比T2处理高7%,产值比T2处理高11%,肥料贡献率比T2处理高5.1个百分点,肥料农学利用率比T2处理高53.8%。2020年T3处理产量比T2处理高7.2%,产值比T2处理高8.5%,肥料贡献率比T2处理高4.9个百分点,肥料农学利用率比T2处理高43.9%。运用灰色关联度分析法对3个处理烟叶中部叶和上部叶化学成分进行综合评价并排序,中部叶排序为T3>T1>T2,上部叶排序为T3>T2>T1。本研究2年田间试验的结果表明,适产养分临界值施肥模型与常规推荐施肥相比,在烤烟生长、烤烟产量和品质、经济效益和肥料利用率方面都有全面和显著的改善,可以达到精准施肥的目标,为烤烟施肥管理提供了一条可靠、实用的途径。     

3种PCR程序扩增甜菜SSR及InDel标记的比较

本研究旨在扩增出条带清晰、非特异性条带少的SSR/InDel标记产物。选择来自6个国家的12份不同基因型甜菜品种,利用SSR及InDel两种标记方法,Touch-down PCR、梯度PCR及常规固定退火温度PCR三种反应程序扩增产物。通过比较扩增产物的多态性、稳定性、清晰度选择适合两种分子标记方法的PCR反应程序。结果表明:Touch-down PCR法可以通过一次反应即顺利扩增出带型清晰,无无效带,扩增效果稳定的样本产物。梯度PCR法扩增结果不稳定,有非特异性条带出现并且弥散现象严重。固定退火温度PCR扩增结果因引物不同而差异较大,同时伴有弥散现象。Touch-down PCR扩增产物特异性,稳定性均高于梯度PCR及固定退火温度PCR,且较梯度PCR法省略了摸索最适退火温度的过程。因此,推荐使用Touch-down PCR程序进行甜菜SSR与InDel分子标记法研究。     

烟叶复烤废弃物烟梗灰在烤烟生产上的应用研究

为探索烟梗灰在烤烟生产上的应用效果,解决烟梗灰的废物利用问题,实现烟草废弃物循环经济的目的,采取烟梗灰为原料配制的基、追肥与常规烟草基、追肥进行大田对比试验,研究烟梗灰不同的配施方式对烤烟农艺性状及产量品质的影响。结果表明：（1）施用烟梗灰可以延长烤烟大田生育期,促进烟叶充分成熟和干物质积累;（2）施用烟梗灰可以提高烤烟农艺性状,圆顶期最大叶面积分别比对照增加了11.3%~20.7%;（3）施用烟梗灰可以有效提升烤烟的产、质量,其中T1处理（基肥：菜饼 378 kg/hm²+烟梗灰252 kg/hm²+磷酸二铵212.55 kg/hm²+硝钙220.65 kg/hm²;追肥：烟梗灰735 kg/hm²+尿素96.45 kg/hm²）效果最佳,产量上增加了75.6 kg/hm²,烟农纯收入增加了5952.9元/hm²,相比对照提高了14.85%。因此,烟梗灰基、追配方处理(T1)是烟梗灰在烤烟生产上利用的最佳方式,适合湖南永州烟区推广应用。     

尿素态氮水平对烤烟漂浮育苗中营养生长和生理特性的影响

2001-2002年,在河南农业大学试验站采用漂浮育苗方式研究了不同尿素态氮水平对烤烟烟苗营养生长和生理特性的影响。结果表明,尿素态氮为15%,对烤烟漂浮育苗营养生长和生理特性无不良影响。与对照相比,当尿素态氮为75%时,烟苗的生长受到明显抑制,叶片的光合特性和NR活性降低,根系吸收能力下降。     

利用基因组简约法开发烟草SNP标记及遗传作图

提出了一种基于基因组简约法开发SNP标记的方法, 即利用特定限制性内切酶酶切降低基因组复杂度, 利用高通量测序平台对酶切位点周围的目标片段进行富集测序, 设计一个生物信息学流程进行序列分析和SNP鉴定。以烤烟DH群体为例, 通过基因组简约法收集烟草基因组代表性片段和高通量测序产生11.4 Gb数据, 经生物信息学分析获得了1015个高质量SNP位点。以SSR标记为骨架, 绘制包括SNP标记在内、标记总数为1307的烤烟遗传连锁图。最后利用该遗传图谱和普通烟草2个祖先种的基因组序列, 分析烟草24个连锁群(染色体)之间的同源关系, 发现了大量染色体之间的重组或交换事件以及部分染色体之间的共线性。     

窝肥配施有机物料对烤烟产量质量的影响?

在豫东烟区研究了烟田配施有机窝肥对烤烟生长发育及产量质量的影响。结果表明,经处理的油料籽粒和食用油有利于烟株根系生长,提高烟叶产量,增加产值。其中施用芝麻对改善烟叶外观质量,协调烟叶化学成分和提高产投比的作用明显;施用豆浆和食用油对提高烟叶产量,增加烟叶油分的作用明显。     

遥感技术在烟草长势监测及估产中的应用进展

烟草长势信息是烟草生产管理的重要依据,全面了解遥感技术在烟草长势监测及估产中的应用进展,为利用遥感技术支撑科学化、精细化烟田管理提供科学参考。在对相关文献分析和归纳的基础上,从地面光谱、无人机遥感、卫星遥感3种尺度对目前遥感技术在烟草长势监测与估产方面的应用进行系统总结,并对进一步研究进行展望。(1)基于地面光谱对烟草的监测,主要是利用反射率光谱及其不同的变换形式、光谱指数和光谱位置变量估测其生理生化参量(氮、磷、钾、生物量、叶面积指数、叶绿素等),为诊断烟草生长、健康状况、成熟度提供依据,进一步实现烟草长势监测、估产与品质评定。(2)利用无人机遥感技术能够在小尺度上对作物的面积进行提取、监测长势及估产,但受搭载相机分辨率、地形、自身稳定性等影响,不能监测烟草的细微变化。(3)参考LandSat、SPOT、MODIS、HJ-1等光学遥感数据以及SAR数据,利用遥感影像融合、分类等技术能够实现对大面积烟田病害、长势进行监测和产量估计。结合多源、多平台遥感数据,对烟草的参数进行定量研究,并利用同化技术对大尺度上烟草生长过程进行动态监测,来探索烟草的最佳采收期是未来研究的重点。