烤烟几个重要植物学性状的遗传分析

利用“主基因+多基因”混合遗传模型的6个世代联合分离分析方法, 分析烤烟组合丸叶×Coker319几个重要植物学性状的遗传效应。结果表明, 烤烟的株高、叶数、叶面积和鲜叶重受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制, 株高与叶数遗传以加性效应及显性×显性上位性效应为主, 叶面积和鲜叶重各遗传效应相差不多, 其上位性效应>加性效应>显性效应, F₂世代的主基因遗传率分别为57.53%、42.63%、30.32%和44.26%。移栽至中心花开放天数受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制, 以加性×加性上位性效应、加性效应及显性×显性上位性效应为主, 主基因遗传率为64.79%。茎围和比叶重均受1对完全显性主基因+加性-显性多基因控制, 茎围遗传以多基因为主, 其多基因加性效应和显性效应大小相当, 比叶重遗传主基因、多基因的加性效应和显性效应大致相当, 主基因遗传率分别为2.48%和38.71%。叶形指数受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制, 主基因加性效应与显性效应基本相当, 主基因遗传率为49.64%。叶长、叶宽、节距和蒴果重受加性-显性-上位性多基因控制, 多基因遗传率分别为60.75%、62.14%、75.08%和82.34%。     

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。      

烤烟烘烤性状与烟叶化学成分的相关性

The flue-curing traits, i.e. easy curing potential, holding curing potential and flue-curing characteristics are important and special for flue-cured tobacco. To explore the relationship between them and the main chemical components, the 126 populations were investigated for their yellowing index(YI), browning index(BI), flue-curing score, and the contents of main chemical components including nicotine, total sugar, reducing sugar, total nitrogen, potassium(K₂O), and chlorine(Cl). The simple correlation analysis, partial correlation analysis, canonical correlation analysis and path analysis were conducted. The results indicated that the correlations between the flue-curing traits and specific chemical components were different, there existed significant correlation between the flue-curing traits and total nitrogen or nicotine, there existed certain correlation between the flue-curing traits and total sugar or reducing sugar, and there was no obvious correlation between the flue-curing traits and potassium or chlorine. We should pay attention to both the flue-curing traits and the other measures such as fertilization to control the contents of the cured tobacco leaves to meet the demand of the cigarette industry.      

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。     

花生蛋白质含量的主基因加多基因遗传分析

以郑8903×豫花4号构建的包含215个家系的重组自交系群体为材料,在海南三亚和河南原阳两个环境下种植,采用凯氏定氮仪测定蛋白质含量,运用数量性状主基因加多基因混合遗传模型分析方法,开展了花生蛋白质含量的遗传模型分析。结果表明,两个环境条件下家系间蛋白质含量均存在广泛变异,表现超亲遗传现象,其频数分布图呈正态分布特征。在两个环境中蛋白质含量的遗传均符合多基因遗传模型（C模型）,即受多基因效应和环境作用,其多基因遗传率分别为29.63%和18.77%;环境引起的变异分别为46.05%和54.08%。     

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。      

普通烟草栽培种内株高性状主基因加多基因遗传分析

以普通烟草栽培种烤烟类型品种分别与香料烟、白肋烟和名优晾晒烟类型品种组配的F1、F2及其亲本为研究对象,利用数量性状主基因+多基因遗传体系分离分析方法分析了3组合4世代株高性状的遗传规律.结果表明,3个组合的株高性状遗传均符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型(E1),同时均存在加性、显性遗传效应.各主基因和多基因遗传率计算结果,烤烟与晒晾烟、烤烟与香料烟组合的主基因遗传率较高,分别为71.60%和88.55%,可作为烟草株高性状早期世代选择的理论依据.     

微胚乳超高油玉米籽粒含油率的主基因＋多基因遗传分析

选择两个微胚乳超高油玉米组合,通过P1、F1、P2、B1、B2和F2六世代联合分析法,研究其籽粒含油率的遗传规律。结果表明,2个组合籽粒含油率的遗传均符合2对主基因＋多基因遗传模型。组合Ⅰ主基因遗传率在B1、B2和F2分别为69.00%、35.03%和68.99%,多基因遗传率分别为14.91%、46.97%和17.70%。组合II主基因遗传率在B1、B2和F2分别为46.80%,42.92%和48.25%,多基因遗传率分别为29.41%、34.76%和35.91%。     

多环境大豆种子维生素E含量遗传分析

利用高效液相色谱测定了三个地点的大豆品种合丰25与Bayfield及其衍生的144个重组自交系种子中的维生素E含量,运用主基因＋多基因混合遗传模型,对三个地点的大豆种子的维生素E进行了遗传分析。结果表明：在哈尔滨地区α-生育酚为2对主基因＋多基因遗传模型;γ-生育酚为1对主基因＋多基因遗传模型;δ-生育酚为2对主基因＋多基因遗传模型;在呼兰地区α-生育酚为3对主基因＋多基因遗传模型;γ-生育酚为2对主基因＋多基因遗传模型;δ-生育酚为2对主基因＋多基因遗传模型;在绥化地区α-生育酚为无主基因＋多基因遗传模型;γ-生育酚为3对主基因＋多基因遗传模型;δ-生育酚为2对主基因＋多基因遗传模型。     

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。     

打顶时期对不同烤烟品种烘烤特性的影响

通过测定烤烟烟叶烘烤特性的相关指标,研究了打顶时期对烘烤特性的影响及品种间的差异。结果表明,适当推迟打顶能促进烟叶烤前和烘烤过程中叶绿素和类胡萝卜素的降解,降低含水量,提高失水速率,使丙二醛含量上升和多酚氧化酶活性降低,使烤后烟叶黄烟比例上升。烟叶易烤性和耐烤性均增加。但打顶时间过晚,烟叶质体色素含量过低,失水和衰老速度过快,使烟叶变黄失调,易出现黑糟烟,对改善烘烤特性不利。品种的差异是影响烟叶烘烤特性和确定打顶时间的重要因素。     

烤烟品种红花大金元烘烤工艺优化研究

用电热式温湿度自控烤烟箱,对烤烟品种红花大金元的烘烤工艺进行了优化研究。结果表明,“变片+凋萎+变筋+烤香”的中湿优化工艺模式烤后原烟的经济性状和外观质量表现较好;主要化学成分中还原糖含量较高,总氮和蛋白质含量低,总氮含量、两糖比和钾氯比均在适宜范围内;对香气质量贡献较大的芳香族氨基酸代谢产物和西柏烷类降解产物致香物质含量均高于其他处理;吸食品质有较大改善,表现为香气质纯净、香气量较足、杂气较少、刺激性较低、余味舒适、总分最高,香型以清香型为主。     

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。     

翠碧1号烟叶烘烤过程中色素降解及化学成分变化

为优化翠碧1号配套烘烤工艺,提高烟叶质量,考虑到翠碧1号采收成熟度难把握、烤后烟叶外观质量较差等问题,开展了不同成熟度烟叶烘烤过程中色素及化学成分代谢研究。结果表明,烘烤过程中随着温度的提高,叶绿素和类胡萝卜素不断降解,相同部位叶绿素和类胡萝卜素随着采收成熟度提高而降低。就降解速度而言,叶绿素降解主要在38℃之前,类胡萝卜素降解主要在42℃之前,但到46℃后色素含量基本趋于稳定;适熟的鲜烟叶在烘烤过程中其淀粉降解较快,烤后烟叶水溶性糖和还原糖含量较高,总体化学成分较协调。因此,下部叶适当早采以降低烟叶采收成熟度、中部烟叶适当提高烟叶采收成熟度、上部烟叶采取适宜的成熟度,有利于烟叶外观及内在品质的提高。     

大面山烤烟烟叶素质和烘烤特性研究

研究了5种不同烘烤素质鲜烟叶的物理特性指标、组织结构指标、防御性酶体系,5种初烤烟叶的物理特性指标。结果显示,不同烘烤素质鲜烟叶的物理特性指标间、组织结构指标间和防御性酶指标间均存在显著差异,并有很明显的规律性;初烤烟叶的物理特性指标间也存在显著差异。在不同烘烤素质鲜烟叶间,叶面灰暗烟叶烘烤特性差,初烤烟叶大多是糟片;叶面黄绿相间烟叶,烘烤特性较差,一般初烤烟叶为花片或糟片;相对正常烟叶具有典型成熟特征;卷曲烟叶的组织结构非常疏松,细胞间隙度较大,空腔多,叶肉细胞排列疏松。在不同烘烤素质初烤烟叶间,挂灰样内在质量较次;紧密样内在质量更次;疏松样质量较好;“和爱”烟叶质量一般。     

烤烟烘烤过程中品种间的生理生化反应差异研究

为摸清不同烤烟品种的烘烤特性,探讨烟叶烘烤过程中生理生化指标的变化,分别测定了红花大金元、中烟100、K326烘烤过程中关键温度点的色素含量、含水量以及多酚氧化酶活性。3个烤烟品种在变黄、失水以及酶活性上存在差异。红花大金元自由水散失慢,定色期束缚水散失较快,自由水束缚水比值高,多酚氧化酶活性强,叶绿素含量高且降解不彻底,影响烤后原烟的外观质量;K326烘烤过程失水快,自由水束缚水比值低,多酚氧化酶活性居中;中烟100烘烤过程变黄速度与失水速率协调,多酚氧化酶活性低,中上等烟比例和均价最高。     

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.