烟草T-DNA插入位点侧翼序列扩增方法的筛选与优化

烟草T-DNA激活标签插入突变体库的创制过程中,需要进行大量的T-DNA插入位点的侧翼序列扩增,因此选择一种适用于烟草T-DNA侧翼序列扩增的高效方法尤为必要。本研究比较了TAIL-PCR、PCR-walking、FPNI-PCR三种方法对T-DNA插入位点侧翼序列的扩增效率、插入位点确定的比例和同源蛋白比对结果,并对3种方法的PCR程序、体系和引物设计等方面进行了优化,确定TAIL-PCR更适合烟草的侧翼序列扩增,通过产率、条带长度、插入位点和同源蛋白比对结果的比较,得出TAIL-PCR更适合烟草的侧翼序列扩增。这一结果为应用烟草突变体开展烟草基因功能的研究奠定了基础。     

烟草抗病毒相关R基因RNAi 表达载体的构建

RNA 干扰介导的基因沉默是植物抗病育种和大规模分析功能基因快速而有效的方法。构建烟草抗病毒病相关 R 基因的RNAi表达载体并导入烟草可获得抗病毒病烟草材料,并为大规模分析鉴定烟草功能基因提供新方法。本研究利用绒毛状烟草基因组测序获得的 R 基因序列设计引物,通过 PCR 技术扩增出带有特异性结合位点 attB 的 R 基因部分序列。采用GATEWAY 方法将目的基因的干扰片段插入到表达载体 pH 7 GWIWG2(I),成功构建了烟草抗病毒病相关 R 基因的 RNAi表达载体。     

烟草黑胫病菌0号生理小种不同条件下培养特性的研究

研究了烟草黑胫病菌0号生理小种的若干培养性状,为进一步展开与之相关的研究和综合防治提供理论基础。用培养基、光照、菌龄、诱导剂和诱导时间等不同因素研究了对烟草黑胫病菌0号生理小种的生长速度、产孢量和游动孢子释放量等方面的影响。结果表明,燕麦培养基较适于其生长和产生孢子囊,光照限制其生长;在本实验周期内,培养21 d的菌丝较适宜诱导,0.1%KNO3溶液浸泡菌丝有助于孢子囊的产生;经26℃培养72 h后,突降12℃处理0.5 h,结合1%葡萄糖溶液可促使孢子囊释放游动孢子,并延长后者的活动时间。     

烟草种子亚显微结构及分类学意义

应用环境扫描电镜(ESEM)研究了73种烟草种子的形态和种皮表面结构特征。结果表明:烟草种子为中型(0.3～2mm),外形多样,颜色有6种:土黄色、浅褐色、褐色、浅棕色、棕色、深棕色。所研究的烟草种子表面纹饰有11种类型。种子表面微形态作为属内种的鉴别具有一定价值,种皮表面纹饰、微观附属物为烟草种的区分提供了新的依据。期望逐步建立起烟草种子微形态谱库,对烟属植物做出更合理的属下等级划分,为我国烟草种质资源的保护、贮藏、利用、鉴别、流通、选种、配种、种子信息查询等提供方便。     

NtPHGPx基因过表达和敲除对烟草苗期耐盐性的影响

为研究NtPHGPx基因对烟草耐盐性的影响,通过转基因技术获得NtPHGPx基因过表达和CRISPR/Cas9敲除材料,利用150 mmol/L NaCl对转基因材料处理14 d,研究盐处理下转基因材料根长、GPx酶活性、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量的变化。结果表明,NtPHGPx基因表达在盐胁迫3 h后即受到诱导;盐处理显著抑制了野生型烟草根部的生长,提高了丙二醛和过氧化氢的积累;盐胁迫下过表达株系的根长比野生型更长,MDA和H₂O₂含量较低,而基因敲除材料根的生长则进一步受到抑制,GPx酶活性明显降低,地上部MDA和H₂O₂的积累显著高于野生型。综上所述,过表达NtPHGPx基因提高了烟草的耐盐性,而敲除NtPHGPx基因则减弱了烟草的耐盐性,推测NtPHGPx基因可能通过影响烟草体内活性氧物质的清除活性参与植株对盐害的胁迫响应。     

烤烟新品种中烟202(CF202)的选育及其主要性状鉴定

烤烟新品种中烟202(CF202)是采用MS中烟90 为母本、CT107为父本组配而成的雄性不育杂交种。按育种程序经植物学性状、抗病性能、适应性、烟叶产量、烟叶外观质量、内在品质鉴定和适宜区生产验证,结果表明,该品种主要植物学性状遗传稳定,烟叶产量、品质、抗性等重要农艺性状较为谐调兼顾,农业经济效能明显优于生产主栽对照品种NC89,是一个农艺适应性强,烟叶产量稳定,吸食品质彰显浓香型风格,适宜我国黄淮、东北和南方部分烟区种植的优良烤烟新品种。     

一个与净叶黄抗赤星病基因紧密连锁的SSR标记

为了在分子水平上弄清烟草赤星病抗性的遗传规律,并进行遗传定位,以抗赤星病品种净叶黄和感赤星病品种NC82为亲本,构建了F₁、F₂、BC₁ 代群体。通过对该群体进行赤星病接种鉴定和抗性遗传分析,发现净叶黄对赤星病的抗性由显性多基因控制。通过分子标记群体扩增,在第M号连锁群上,筛选到一个与净叶黄的赤星病抗性基因紧密连锁的SSR标记,它与抗性基因间的遗传距离为4 cM。该标记可用于抗赤星病育种的辅助选择。     

烤烟新品种中烟300选育及其特征特性

中烟300是以定向改良主栽烤烟品种K326的病毒病抗性为育种目标,以K326为母本、3个抗病毒病烟草种质为父本,经过杂交、复交,连续多代回交,利用与病毒病抗性紧密连锁的分子标记辅助选择,结合常规育种定向改良,育成的抗病毒病新品种,于2018年12月通过全国烟草品种审定委员会审定。品种试验结果显示,中烟300田间长势长相、主要植物学性状和农艺性状、主要经济性状与对照K326无明显差异;工业评价结果显示,中烟300烟叶外观质量、物理特性、化学成分、感官质量与对照K326相当;抗病性鉴定结果显示,中烟300对病毒病抗性突出,对TMV免疫、抗CMV和PVY,其他病害抗性与对照K326基本一致。中烟300的培育,既解决了K326主要病毒病抗性差的问题,又保持了K326其他主要性状不变,实现了预期育种目标。     

烤烟品种大白筋599特征香气性状的物质及分子基础研究

为探索大白筋599特征香气性状的关键致香物质基础和分子机制,为特香型烤烟品种培育及工业利用奠定基础,通过不同品种（系）的表面分泌物检测及烟叶感官鉴定比较,明确大白筋599特征香气性状关键致香物质基础;通过对不同品种中调控关键致香物质合成的基因进行测序,明确大白筋599特征香气性状形成的分子基础。结果表明,烤烟品种大白筋599和香料烟品种Samsun表面分泌物中含有赖百当二萜冷杉醇,而普通烤烟G28等均不含冷杉醇。普通烤烟G28与大白筋599杂交或回交的后代品系中,含有冷杉醇的均具有大白筋599特异香气特性,不含冷杉醇的没有特异香气特性。调控冷杉醇合成的关键基因NtCPS2的第292位碱基在不同品种间具有多态性,在大白筋599中是野生型碱基G,而在供试普通烤烟及生产主栽品种中是突变型碱基T。冷杉醇是烤烟品种大白筋599特异香气性状形成的关键致香物质。调控冷杉醇合成的关键基因NtCPS2的第292位碱基在大白筋599及供试普通烤烟品种和主栽品种间的SNP多态性,是导致其香气特征差异的主要原因。通过遗传改良,丰富烟草表面分泌物中致香成分的种类和含量,是培育特色香气风格烤烟品种的重要途径。     

普通烟草长叶柄突变性状的遗传分析

叶柄是烟草叶片的重要组成部分,烟草长叶柄性状遗传分析可用于研究烟草叶柄和叶片的发育。利用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变普通烟草烤烟品种中烟100和红花大金元各获得一个（极）长叶柄突变体（M48和M50）,将两个突变体分别与各自的野生型中烟100和红花大金元及普通烟草烤烟品种革新三号杂交获得F₁,F₁自交获得F₂群体,F₁与其相应的野生型亲本回交获得BC₁F₁群体。对各类型材料进行表型调查和统计分析结果显示:F₁均表现为（极）长叶柄突变表型,在F₂群体和BC₁F₁群体中,经x2检验,（极）长叶柄突变表型与野生型表型的理论分离比均符合3:1和1:1,表明（极）长叶柄突变性状由染色体上一对显性单基因控制。上述结果为进一步定位和克隆（极）长叶柄突变基因,揭示其在烟草叶柄和叶片发育中的作用奠定基础。