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。     

基于不同烟草类型基因组重测序的烟草SSR标记的开发和应用

基于基因组重测序的分子标记研究是一种新的方法。本研究在普通烟草基因组序列已完全测定的基础上重测序了4个烟草品种（系）,包括烤烟类型（LY1306,秦烟96）2个,晒烟类型（Wanmao 3）1个,马里兰烟草类型（Wufeng 1）1个。结合在NCBI中测序并发布的K326和TN90品种的基因组序列,分析了这4个重测序的烟草品种的InDel突变和SNP突变位点,鉴定出7个具有品种多态性的SSR候选位点,其中5个SSR位点可扩增出DNA片段。通过对包括不同烟草类型在内的10个烟草品种进行PCR检测,表明本研究选出的SSR位点可用于烟草品种或烟草类型的分类,其中NW-015889872.1、NW-015854676.1和NW-015890969.1等3个SSR位点可有效区分烤烟、白肋烟和马里兰烟以及晒烟烟草类型。     

我国不同生态烟区烤烟的部分化学成分和多酚类物质含量的比较

对我国5个主要烟区的3个等级烟叶标样的多酚类物质和主要化学成分进行了系统的比较和评价。结果表明:云南和贵州两地多酚含量较高,烟碱含量中等,总糖、还原糖的含量相对较高。安徽烟区烟碱含量略高。辽宁和安徽烟叶的多酚、总糖和还原糖含量普遍较低。辽宁、安徽烟区烟叶糖碱比较低,烟叶协调性不够;云南和贵州烟区的各部位烟叶协调性普遍较好。     

RNA干扰对烟草NtPPO8基因沉默的效应分析

多酚氧化酶（PPO）是发生酶促褐变的关键酶,PPO活性过高会使烟叶变褐。为明确烟草NtPPO8基因对PPO活性的影响,建立降低NtPPO8基因表达量的病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing,VIGS）体系,探究使用RNA干扰技术对烟叶NtPPO8基因表达量及PPO活性的影响。以中烟100和K326为材料,分析在移栽后50d进行VIGS载体侵染的植株,并在侵染后10、20、30、40d分别测定NtPPO8基因表达量及PPO活性。结果表明,接种VIGS载体的转化植株,其中在侵染后20d时NtPPO8基因的沉默效率最高,为78.46%;随着侵染时间推移,NtPPO8基因的沉默效率逐渐降低,在接种后40d内有效表达;且转化植株中的病毒载体会随着植株的生长而向上传导,随着接种部位的上移,沉默效率逐渐降低。因此,研究建立VIGS体系能够有效沉默NtPPO8基因的表达,并且有效降低PPO活性,为提高烟叶耐烤性及降低烟叶褐变比例提供了新的思路和方法。     

不同采收方式与烤烟上部叶品质的关系

为了改善上部烟叶化学成分和主要挥发性香气物质含量,提高上部叶的可用性,以烤烟品种‘云烟87’为材料,研究了上部烟叶采用常规采烤(T1)、一次性采烤(T2)和带茎砍烤(T3)等3种方法对烤烟上部叶品质的影响。结果表明：（1）与对照相比,上部叶带茎砍烤能明显提高上部烟叶的水溶性总糖、还原糖、钾和石油醚提取物含量,降低总氮和烟碱含量,但对氯含量的影响不大;一次性采收(T2)的效果介于带茎砍烤与常规采收之间。（2）上部叶带茎砍烤有助于提高质体色素的降解程度,其新植二烯含量是对照的1.61倍,类胡萝卜素降解产物含量是对照的1.29倍。（3）上部叶带茎砍烤对非质体色素的降解有较大促进作用,其茄酮、非酶棕色化反应产物和芳香族氨基酸代谢产物等含量均较对照有所增加,增幅分别为28.64%、28.94%和31.79%。因此,带茎砍烤使上部叶化学成分更加协调,提高了上部叶的香气质和香气量,增加了上部叶的工业可用性。     

水杨酸对烟草抗黄瓜花叶病毒的诱导效应

通过外源水杨酸（Salicylic acid,SA）处理烟苗,研究了水杨酸处理的烟草接种黄瓜花叶病毒后,其病情指数及抗病相关酶活性和H2O2含量的变化。结果表明：接种CMV后21d,SA处理烟株的病情指数显著低于对照;SA预处理的烟株在接种CMV前后叶片内的过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢（H2O2）含量提高,过氧化氢酶（CAT）活性下降。表明水杨酸具有诱导烟草抗黄瓜花叶病毒的效应。     

五香‘绿岭1号’薄皮核桃烘烤工艺研究

以‘绿岭1号’薄皮核桃为原料,从烘烤工艺出发,在不添加抗氧化剂的前提下,对比不同烘烤温度下薄皮核桃的干燥速率和氧化程度,优化五香薄皮核桃的烘烤条件,达到缩短烘烤时间、降低氧化程度的目的。结果表明,‘绿岭1号’薄皮核桃在60~90℃梯度升温烘烤条件下,干燥时间、氧化程度均明显低于其他烘烤方式,并且产品质量良好。因此‘绿岭1号’薄皮核桃的最佳烘烤条件是60~90℃梯度升温,其次是持续80℃烘烤。     

应用SRAP与ISSR分析烟草种质资源遗传多样性及遗传演化关系

应用ISSR与SRAP两种分子标记,研究国内外96份烟草种质的遗传多样性及不同栽培类型种质的遗传演化关系。表明烟属种间具有丰富的遗传多样性,种间的遗传相似性(GS)在0.28~0.58之间,遗传分化系数(Gst)为0.83。普通栽培种品种间遗传多样性水平较低,品种间的遗传相似性在0.61~0.99之间,栽培种内的遗传多样性为烤烟>晒晾烟>白肋烟>香料烟。当相似系数在0.67作切割线时,基于2种标记的96份烟草种质资源的聚类结果为,(1)普通烟草栽培品种材料91份聚在同一大类,而黄花烟、黏烟草、浅波烟草、哥西氏烟草、香甜烟草5个种也分别为单独的个类,同普通烟草栽培种类群完全区别开来;(2)从进化上看,烤烟和晒晾烟间的遗传进化关系最近,香料烟和黄花烟之间的亲缘关系较远;普通烟草栽培种中国内外来源的烟草品种亲缘关系极其相近,遗传分化现象甚微;(3)2种分子标记虽然原理不同,但分析结果趋势相近(r=0.68,P=1.000)。     

开发实用的染色体加倍体系构建成烟草DH群体

通过对4种染色体加倍方法(烟草浸花药法、浸花培苗法,叶片再生法及浸腋芽法等)的比较研究表明：以4g／L浓度的秋水仙碱浸泡花药法加倍率最高达47．5％～75％,其次为叶片再生法(30％～36．67％)和浸苗法(16．67％～32．35％),而浸腋芽法较低(17．78％)。前两种方法加倍率虽高,但有较高畸形苗比率,叶片再生法工序较繁琐。作者认为烟草加倍单倍体产生,应以采用浸苗法为主。在使用秋水仙碱浸苗加倍时,添加DMSO可明显促进秋水仙碱的加倍效率,且促进作用随时间延长而提高：从高效、快捷和节约等原则考虑,我们开发了烟草有效的染色体加倍体系,以4g／L的秋水仙碱 20g／LDMSO溶液浸苗48h的效果最好。对两个组合烟草单倍体苗浸12h以上,其染色体加倍效率达到对照的2．30-2．93倍。本试验用较低浓度秋水仙碱添加DMSO有利于节约实验费用。通过完善染色体加倍技术程序已构建成2个DH群体,供基因定位研究。     

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。