普通烟草NAC转录因子家族抗逆基因筛选与表达分析

[背景和目的]NAC(NAM/ATAF/CUS2)家族是植物特有且最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的生长发育调控和逆境胁迫应答.为筛选烟草抗逆NAC目标基因.[方法]以公开的普通烟草品种K326的注释蛋白序列为参考,与拟南芥NAC蛋白序列同源比对,结合功能域分析,进行普通烟草的NAC转录因子鉴定,并利用生物信息学软...     

不同抗性烟草品种内源激素对赤星病胁迫的响应差异

为进一步明确烟株内源激素与赤星病抗性的关系,以抗赤星病烟草品种净叶黄和感病品种长脖黄为研究对象,通过盆栽种植并接种赤星病菌,比较不同抗性品种内源激素含量对赤星病胁迫的响应差异。研究结果显示,在赤星病胁迫下,净叶黄、长脖黄的脱落酸（ABA）含量和乙烯（ET）释放量均呈上升趋势,而生长素（IAA）以及细胞分裂素（CTK）含量表现为降低。同时,赤星病胁迫导致净叶黄的赤霉素（GA）、茉莉酸（JA）含量增加,引起长脖黄的JA含量降低,GA含量则先增加后降低。与净叶黄相比,长脖黄的ABA含量增幅较小,而GA、IAA、CTK与JA含量降幅较大,并且ET释放量较高。综上,在赤星病胁迫下,内源激素的含量差异以及变化幅度可以反映不同品种的抗病能力。     

一个受青枯病菌诱导的烟草功能基因NtCNGC1的克隆与表达分析

前期转录组研究发现1个环核苷酸门控离子通道（CNGC）基因在抗青枯病烟草品种DB101中上调表达,推测可能参与抵抗烟草青枯病菌侵染的防卫反应。为进一步研究该基因在烟草诱导防御反应中的作用,本研究采用PCR扩增法从DB101中获得烟草CNGC基因的cDNA和基因组序列,命名为NtCNGC1基因。生物信息学和基因表达分析表明,该基因含有8个外显子和7个内含子,编码区（CDS）全长2154 bp,编码717个氨基酸,蛋白分子量为83 kD,理论等电点为9.35。在NtCNGC1基因起始密码子上游1500 bp的核苷酸序列区间预测到防御与应激反应、病原菌应答、水杨酸响应、真菌激发子响应及伤口响应等应答元件。NtCNGC1基因在烟草根中表达最高、茎中其次、叶中最低。受青枯病菌诱导后,NtCNGC1基因在抗病品种（DB101）中的表达量明显高于感病品种（红花大金元）。初步证实NtCNGC1为烟草青枯病抗性相关基因。      

烟草叶宽性状主效QTL定位及育种评价

为研究烟草叶宽性状调控的遗传规律，定位其主效QTL位点，利用烟草SNP芯片对构建的重组自交系（Recombinant Inbred Lines, RILs）群体（小黄金1025×Beinhart1000-1）进行基因分型，并使用IciMapping 4.2软件的ICIM-ADD方法在全基因组范围内定位到6个与叶宽性状相关的QTL，分别位于2、4、9、13、17和20号连锁群上，可以解释2.9%～36.8%的表型遗传变异；其中qMLW20-1可解释36.8%的表型变异，为主效基因。以K326为轮回亲本、Samsun为主效基因qMLW20-1供体亲本构建染色体片段代换系评估烟草叶宽主效QTL的遗传效应，结果表明，导入qMLW20-1主效基因能显著提高烟叶叶宽，其中G3材料显著提高了烟叶钾含量，感官质量等其他重要性状与对照无显著性差异，未携带不良性状基因，具有较好的育种利用价值。研究结果为克隆叶宽性状主效基因和进行分子改良奠定了基础。     

烟草腺毛优势表达基因NtMYB108b的克隆及分析

为揭示NtMYB108转录因子在烟草中的功能,从栽培烟草K326的叶片腺毛中克隆到1条MYB基因的全长cDNA序列,命名为NtMYB108b。NtMYB108b的开放阅读框为828 bp,编码275个氨基酸。生物信息学预测显示,NtMYB108b蛋白定位于细胞核,属于R2R3-MYB型转录因子S20亚组成员,与绒毛状烟草亲缘关系最近,序列相似性为100.00%。实时荧光定量PCR分析显示,NtMYB108b在烟草腺毛中优势表达;NtMYB108b在团棵期叶片中相对表达量最高,在现蕾期5个叶位中的表达无显著差异。经乙烯利（ET）和水杨酸（SA）处理后,NtMYB108b的表达量显著上调,而经茉莉酸甲酯（MeJA）、赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）处理后其表达量无显著变化;使用聚乙二醇（PEG）处理模拟干旱胁迫,处理2 d后NtMYB108b表达量上调,这说明NtMYB108b的功能可能涉及ET、SA信号转导和干旱胁迫。      

烟草株高和叶数性状QTL定位及候选基因预测

为明确烟草株高和叶数性状的遗传规律,发掘控制相关性状的主效位点,以台烟8号（TT8）为母本（P1）,NC82为父本（P2）,配置杂交组合,以TT8为轮回亲本回交,构建了包含200个单株的BC1F1群体。在此基础上,分别在四川、山东两个环境点种植群体材料,获得株高和叶数表型,进而利用高密度遗传图谱对株高和叶数性状进行QTL定位分析。结果表明,在两个环境条件下共定位到4个与株高和叶数相关的主效QTL,每个QTL均可以解释相应性状10%~20%的表型变异。两个环境点定位到2个叶数性状QTL,均位于23号连锁群上,非等位;定位到3个株高性状主效QTL,四川点1个位于23号连锁群上,山东点2个分别位于21号和23号连锁群上,其中山东点23号连锁群上的主效位点与控制叶数的主效QTL遗传位置一致。相关结果为进一步克隆控制株高和叶数性状的主效基因及烟草重要农艺性状分子改良奠定了基础。