6个烟草重要产量相关性状的遗传分析

  目的  探索和分析烟草重要产量相关性状的遗传规律,为深入研究其遗传机制及烟草新品种选育过程中重要产量相关性状的选择提供依据。  方法  以烤烟Y3（P₁）和K326（P₂）为亲本配制杂交组合,在2年2点4个环境条件下利用主基因+多基因混合遗传模型方法对该组合各单世代（P₁、P₂、F₇和F₈）的株高、叶数、节距、茎围、腰叶长和腰叶宽进行遗传及相关分析。  结果  （1）在4个环境条件下,株高分别与叶数、节距间呈极显著正相关,腰叶长与腰叶宽两者间也呈极显著正相关,而节距与叶数间则呈现极显著负相关,且上述性状间的平均相关系数范围为-0.687~0.832。（2）最优遗传模型对于株高、叶数和节距3个性状均符合2对加性-上位性主基因+加性-上位性多基因混合遗传模型（MX2-AI-AI）,其主基因遗传率分别为94.304%、95.632%和91.532%,多基因遗传率分别为3.965%、0和5.489%;腰叶长和腰叶宽2性状均是受2对抑制作用主基因+加性多基因（MX2-IE-A）控制,其主基因遗传率分别为88.383%和90.166%,多基因遗传率分别为7.348%和8.807%;茎围则由3对加性-上位性主基因（3MG-AI）控制,其主基因遗传率为72.051%。  结论  上述性状在多个环境条件下主要受主基因+多基因混合遗传模型控制（除茎围外）,主基因遗传率远大于多基因遗传率,受环境影响较小,且以主基因遗传为主。故此,在烟草育种过程中针对产量相关性状的定向选择宜在早期世代进行。      

烤烟叶绿素含量遗传分析

应用主基因+多基因6个世代联合分析方法对烤烟丸叶×Coker319组合的总叶绿素含量性状进行了分析。结果表明:丸叶×Coker319组合的总叶绿素含量受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,主基因加性效应为-5.89,主基因显性效应为-3.47;B1、B2和F2世代总叶绿素含量的主基因遗传率分别为3.61%、46.11%和48.94%;多基因遗传率分别为52.04%、8.25%和0.00%,说明F2世代总叶绿素含量表现出较高的主基因遗传率,并受环境影响。对烤烟总叶绿素含量的改良要以主基因为主,同时注意环境的影响。     

烤烟品种易烤性相关性状的主基因+多基因遗传分析

以烤烟品种云烟85(P1)和烤烟品种大白筋599(P2)为双亲,构建了P1、P2、F1和F2四个世代群体,运用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分离分析方法对该四个世代群体的烟叶易烤性进行了联合分析。结果表明,烤烟品种烟叶易烤性性状的遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型(E1),同时2对主基因间存在互作效应。主基因遗传率为64.09%,多基因遗传率为6.59%,在F2世代表现出较高的主基因遗传效应。     

两个烟草赤星病抗源的遗传分析

以高抗赤星病烟草品种净叶黄(JYH)、Beinhart1000-1(Beinhart)和感病品种NC82为材料分别构建了2个杂交组合的P₁、P₂、F₁、F₂四世代群体,成熟期赤星病菌人工接种鉴定后,采用主基因+多基因混合遗传模型对JYH和Beinhart两个材料进行抗性分析,结果表明,两者的赤星病抗性均受两对加性-完全显性主基因+加性-显性多基因控制。组合1的加性效应以第1对主基因为主,且多基因的加性效应大于显性效应;组合2的两对主基因负向加性效应相等,且多基因的显性效应大于加性效应;2个组合F₂群体主基因遗传率分别为64.72%和63.88%,表明赤星病的抗性遗传以主基因效应为主,并且受环境影响较大。     

雪茄外包皮烟叶片重要性状的遗传分析

为研究雪茄外包皮烟叶重要性状的遗传规律,应用“主基因+多基因”混合遗传模型的4个世代联合分离分析方法,对雪茄烟品种Beinhart1000-1×鹤峰把把烟组合3个不同生育时期的叶面褶皱程度、叶片厚薄和主侧脉夹角3个叶片重要性状进行了分析。结果表明,控制3个性状的遗传模型和基因互作效应在各个时期存在着差异。叶面褶皱度的遗传率在团棵期和现蕾期分别为42.70%、57.71%,叶片厚薄在现蕾期和中心花开放期的遗传率分别为64.44%、50.62%,主侧脉夹角在现蕾期主基因遗传率达90.93%,在中心花开放期多基因遗传率为42.55%。可以看出,同一性状在不同生育时期的遗传效应存在差异,会因环境影响而表现出不同,所以雪茄烟品种培育过程中应注意基因效应与外界环境的相互作用。     

烤烟生育期相关性状的初步遗传分析

为了初步掌握烤烟生育期相关性状的遗传机理,本研究利用了由开花相对稍早的品种K326和迟花品种兴烟1号杂交所得的F1植株经过组织培养和染色体加倍技术获得的双单倍体（doubled haploid, DH）群体为作图群体,以AFLP和SSR分子标记为主构建了包含23个连锁群、160个标记的烤烟遗传连锁图谱,其中包括23个AFLP标记、1个SRAP标记和136个SSR标记,图谱总长为1814.1 cM。利用复合区间作图法对烟草生育期相关性状开花时间和有效叶数进行了初步的遗传分析,结果表明,共检测到3个主效QTL位点与生育期性状相关,其中2个位点（df1和df2）与开花时间相关,分别位于第1和第11连锁群,表型变异贡献率分别为24.5%和17.3%;第3个位点与有效叶数（npl）相关,分布在第3连锁群上,表型变异贡献率为18.6%,该结果为后续利用高通量分析手段对烟草生育期性状进行精细定位奠定了基础。      

植物数量性状“主基因+多基因”混合遗传模型及其在烟草上的应用

介绍了植物数量性状"主基因+多基因"混合遗传模型的基本原理与研究方法,分析了其优点,详述了其在烟草数量性状遗传研究上的应用情况,并提出了笔者对于这套模型的几点思考。     

烤烟主要农艺性状的遗传分析

为了快速准确地预测烤烟F₁的杂种优势,促进强优势杂交组合的选育,采用NCⅡ交配设计的方法,以7个烤烟品种(系)组配了12个杂交组合,探讨了亲本和F₁一些主要农艺性状的杂种优势表现,并对其配合力和遗传力进行了分析。结果表明,杂种优势因性状和杂交组合的不同表现出较大的差异,5个性状群体中亲优势大小顺序为株高>叶面积>叶长>叶宽>叶数,群体超亲优势除株高外均呈一定的负向;配合力的研究选出了本研究中较理想的杂交组合及亲本,遗传力的研究表明了各个性状选择较为可靠,但叶宽、叶面积性状受非加性遗传的作用较为突出,宜在较高的世代进行选择。综合各个性状的杂种优势和配合力来看,韭菜坪2号×G28,南江三号×Florda301是较好的组合;Florda301,韭菜坪2号是较好的亲本。     

烟草青枯病抗性突变体486-K和117-K的遗传分析

烟草青枯病是一种典型的维管束细菌性病害,严重影响我国烟叶生产。为了解烟草青枯病抗性突变体的遗传规律和开发抗性相关分子标记,本研究选用EMS诱变烤烟品种翠碧一号获得的烟草青枯病抗性突变体486-K和117-K为研究对象,以翠碧一号和2个突变体为亲本,构建了两个不同的杂交组合,采用卡方检验和植物数量性状"主基因+多基因"混合遗传模型分析方法,进行群体遗传效应分析。结果表明,卡方检验显示突变体486-K和117-K的F2代各病级株数呈正态分布,存在一定性状分离。"主基因+多基因"混合模型分析发现突变体117-K的最优抗性遗传模型为2MG-A,即2对主基因为加性效应控制遗传,无显性效应和上位性效应,主基因的遗传效率为78.57%;突变体486-K的最优抗性遗传模型为2MG-ADI,即2对加性-显性-上位性主基因模型,上位性效应中以显性×显性互作和显性×加性互作效应较大,主基因遗传效率为88.34%。表明烟草青枯病抗性突变体的遗传方式以主基因效应为主,受环境影响较小。     

卷烟主流烟气有害成分遗传分析

为深入解析卷烟主流烟气中有害成分的遗传机制,以烤烟Y3和K326为亲本构建的重组自交系群体（RIL）为材料,采用植物数量性状的主基因+多基因混合遗传模型对该群体连续3个世代（F6:7、F7:8和F8:9）的一氧化碳（CO）、氢氰酸（HCN）、4-甲基亚硝胺基-1-3-吡啶基-1-丁酮（NNK）、氨（NH3）、苯并芘{B[a]P}、苯酚（PHE）、巴豆醛（CRO）和焦油（TAR）等8个主流烟气有害成分性状进行遗传分析。结果表明：（1）8个主流烟气有害成分性状在连续3个世代中均呈单峰或多峰的正态或偏正态分布,属典型的数量性状。（2）在连续3个世代中,8个性状的最优遗传模型均为4对部分等加性主基因模型,其中,CO、HCN、NNK、NH3、B[a]P和CRO的最优遗传模型为4MG-EEA;PHE和TAR的最优遗传模型为4MG-EEEA。（3）上述性状在连续3个世代中均受主基因遗传模型控制,主基因遗传率极高（均值为89.01%）且远大于环境（非遗传）因素影响。综上,这些性状主要由遗传基础决定的,可为选育烟草低危害良种提供理论依据。     

高烟碱烤烟种质资源再鉴定及遗传多样性分析

低糖、高烟碱烟叶对降低卷烟焦油和提高卷烟劲头、香气至关重要,也是电子烟、口含烟等新型烟草制品的重要原料。为筛选高烟碱烤烟种质资源,对国家烟草种质资源中期库30份原标记为高烟碱的烤烟种质资源进行了化学成分再鉴定,筛选得到春雷一号、毕金一号、8100、I-35、广东黄（1）、辽烟十四号和NC729共7份高烟碱、低糖种质。同时基于农艺性状和化学成分等表型性状对30份高烟碱种质材料进行遗传多样性分析表明,供试种质数量性状的变异系数为12.79%~44.60%,遗传多样性指数为1.97~2.35,具有较高的遗传多样性。对表型数据进行主成分分析和聚类分析,将供试群体聚类成5个类群,每个类群的种质均具有显著的表型特征,其中类群Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ可作为低糖、高烟碱品种的候选群体。     

香料烟青枯病抗性基因的遗传分析

本研究以香料烟青枯病抗病品种Xanthi、感病品种Samsun、F1以及F2群体为研究材料,采用青枯病圃进行抗性鉴定,利用主基因+多基因混合遗传模型对各群体单株的病情指数进行分析,结果表明:香料烟青枯病抗性基因是受2对加性-显性-上位主基因+加性-显性多基因(E-1模型)控制遗传;主基因的遗传率为49.63%。     

部分烤烟种质遗传多样性与亲缘关系的RAPD分析

以22份烤烟材料为供试材料,应用RAPD(随即扩增多态性DNA)分子标记技术研究22份烤烟材料之间遗传多样性和亲缘关系.结果表明,第一等级划分(D=0.30)可以将22份材料划分为三大类群.第二等级划分(D=0.23)可以将22份材料划分为六个小类群,其中,一个是由云烟系列与亲本是特字401系选的品种及其杂交后代组成的类群;一个是由多数美国来源品种组成的类群;一个由9804、岩烟97和Coker176三个品种组成的类群;一个由CF965和K07两个品种组成的类群;红花大金元和C2分别独立成类.说明分子标记多态性基本上反映了品种间的遗传变异.本结果为烟草品种改良和杂交种选配,提高育种效率提供了理论依据.     

贵州烤烟种质资源主要特征特性的遗传多样性分析

为进一步挖掘贵州烤烟种质资源潜力,给烤烟新品种选育创造条件,对贵州省烟草科学研究所保存的302份烤烟种质资源主要性状的遗传多样性进行了分析和比较.结果表明,4个形态性状、8个农艺性状、7个化学成分分析指标和6个评吸指标都存在着广泛的遗传多样性.烤烟品种资源在株高、茎围、节距、叶长、叶宽和大田生育期6个性状上的遗传多样性指数(H')较高,存在较大的变异;在化学成分分析指标中,烟碱、总糖、总氮、钾、蛋白质5个指标性状的遗传多样性指数(H')较高,表现较大的变异;在评吸结果中,香气质、吃味、杂气、评吸总分4个指标性状的遗传多样性指数(H')较高,变异较大;并且形态特征性状内的变异也相当丰富,这些都是贵州烤烟种质资源遗传多样性的重要特征.     

烤烟主要农艺性状变异特征以及与烟碱含量的相关分析

为加快高烟碱烤烟品种的田间选育,以116份烤烟种质资源为供试材料,连续种植4年,于烟叶成熟期测定其13个农艺性状,采用因子分析、逐步回归分析、二次响应面分析等方法探讨了烤烟烟碱含量与农艺性状之间的相关性。结果表明,烤烟主要农艺性状变异丰富,变异系数达5.64%~16.96%。烟碱含量变异系数达到24.3%。简单相关分析表明,烟碱含量与节距呈极显著正相关,与茎围、叶数呈显著负相关。通过因子分析,明确了与烟碱含量相关的主要农艺性状包括烟叶长宽比因子、叶数因子、叶长因子、株高因子。采用逐步回归分析法,建立了烤烟主要农艺性状与烟碱含量之间的回归模型,经统计学检验,达到极显著水平。通过二次响应面分析,展现了腰叶长、下二棚叶长与烟碱含量之间的动态变化关系,当下二棚叶长63.7 cm,腰叶长58.7 cm,烟株的烟碱含量稳定且有极小值。烟叶长宽比较小、节距较大、叶数较少和株高较高的烤烟,烟碱含量较高,因此,在选育不同烟碱含量的烤烟品种时,应综合考虑。