四个品种烟草内生微生物的分布特征

对4个常规优质烟草品种(K326、G-80、红花大金元、净叶黄)的种子、根、茎、叶进行了内生菌的分离计数、初步分类与拮抗筛选研究.结果表明:烟草中有大量的内生菌分布,以细菌最多,放线菌次之,真菌最少,与土壤中的分布规律一致.烟草不同器官中内生菌的分布表现为根和种子中数量相当,茎次之,叶最少的规律.不同烟草品种间的分布为:种子中是K326和红花大金元内生菌分布较多,净叶黄次之,G-80最少;苗期植株中4个品种的内生菌数没有明显差别;大田期是净叶黄烟草的内生菌数量最少.烟草中内生细菌以革兰氏阴性菌为主,而种子中内生细菌的芽胞菌数量要明显多于植株中的.通过对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌实验,从红花大金元品种中筛选到有抑菌活性的菌株5株,从净叶黄和K326中分别筛选到1株,体现出了4个品种的抗病性与拮抗菌之间的一定相关性.     

B型烟粉虱在6个烟草品种上的取食行为

【背景】不同烟草品种会影响B型烟粉虱的取食选择性,但具体的机制尚不明确。刺吸电波图（EPG）技术是研究刺吸式昆虫对寄主植物取食选择性的重要手段,通过烟粉虱取食产生的电信号,可以分析其对不同烟草品种的取食差异。【方法】应用EPG技术对B型烟粉虱雌成虫在6个烟草品种（翠碧1号、K326、闽烟7号、云烟85、云烟87、红花大金元）上的取食行为进行比较研究。【结果】6个烟草品种上有效记录的雌成虫数均为18头,在翠碧1号、K326、闽烟7号、云烟87、云烟85和红花大金元叶片上能够到达韧皮部的个体数分别为15、15、12、13、15和15头,能够持续吸食的个体数分别为13、14、8、12、14和15头。烟粉虱雌成虫在6个烟草品种上的非刺探（np）波所占的比例差异显著,在红花大金元上所占的比例最小,显著低于其他5个品种。雌成虫在红花大金元和K326上E1波的总持续时间显著短于闽烟7号和云烟87。雌成虫在红花大金元上E2波的总持续时间显著长于其他5个品种,而在闽烟7号、云烟87和云烟85上显著短于其他3个品种。【结论与意义】在6个烟草品种中,B型烟粉虱雌成虫最喜食红花大金元,最不喜食闽烟7号和云烟87。因此,在福建省B型烟粉虱的发生区,选择烟草品种时可根据实际情况减少红花大金元的种植,增多闽烟7号和云烟87等抗B型烟粉虱品种的种植。     

干旱胁迫对不同烤烟品种根系生长和生理特性的影响

以抗旱型烤烟品种‘农大202'及一般型烤烟品种‘NC89'和‘K326'为材料,采用盆栽试验研究了干旱胁迫对根系生长和生理特性的影响,以明确各烟草品种的抗旱能力及其与根系生长和生理特性的关系.结果显示:严重干旱胁迫之后各烤烟品种根系鲜重、干重上升,而根系活力、根系吸收面积以及根系SOD和POD活性等根系生理指标则呈下降趋势.在干旱胁迫条件下,‘农大202'的根系总吸收面积、活跃吸收面积、根系活力、SOD活性和POD活性均显著高于两对照品种‘NC89'和‘K326',但其根系鲜重和干重等生物量并不具有太大的优势.研究表明,烟草的根系生长和生理特性对环境水分条件的响应存在明显的基因型差异;在干旱胁迫条件下, ‘农大202'根系能保持较高总吸收面积、活跃吸收面积、根系活力和保护酶活性,是其具有较强抗旱性的生理基础.     

烟草茄尼醇含量的品种间差异及其在生长期内的变化

用超声破碎乙醇提取和HPLC分析方法,检测红花烟草品种‘K326’、‘云烟85’、‘NC89’、‘NC82’、‘红花大金元’、‘漂河1号’、‘龙江911’和黄花烟草品种‘蛤蟆头’叶中的茄尼醇含量以及‘云烟85’、‘漂河1号’在不同生长期叶中茄尼醇含量的结果表明:不同烟草品种叶中茄尼醇含量差异显著,以‘红花大金元’烟草的茄尼醇含量为最高。不同生长期的‘云烟85’和‘漂河1号’烟草叶中茄尼醇含量随着烟株苗龄的增加而逐渐上升,66d左右苗龄,即烟株现蕾时的叶中茄尼醇含量达到最大值,此后逐渐下降,并趋于平缓。因此当以新鲜烟叶为茄尼醇生产原料时,烟株现蕾期采收烟叶比较合适。     

不同抗性烤烟根系分泌单糖特征及其对黑胫病菌的化感效应

为探讨烤烟根系分泌单糖的品种差异及与黑胫病的相关性,该研究以‘NC102’、‘K326’、‘云87’和‘红花大金元’4个烤烟品种为试验材料,测定了各烤烟品种根系、根际土中的单糖及对黑胫病的化感作用。结果表明:(1)在各烤烟品种的根系和根际土中均检出了木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖,检出的糖组分中以葡萄糖含量最高。(2)在烤烟团棵期时,根际土中的葡萄糖含量在高抗品种‘NC102’和中抗品种‘K326’中分别为2.255和4.744μg·g~(-1),中感品种‘云87’和高感品种‘红花大金元’分别为7.100和11.068μg·g~(-1);各烤烟品种团棵期时根际土中的单糖总量表现为:‘NC102’(5.346μg·g~(-1))‘K326’(7.844μg·g~(-1))‘云87’(10.551μg·g~(-1))‘红花大金元’(15.579μg·g~(-1))。(3)根际土中葡萄糖含量、单糖总量均表现为感病品种高、抗病品种少的趋势;感病品种根际土中单糖总量在团棵期时高,而在其他时期时较低。(4)各单糖和混合糖溶液对黑胫病菌的生长均表现为促进作用,单一糖在2.000mg·mL~(-1)处理下促进作用最强,混合糖在4.000mg·mL-1处理下促进作用最强。研究发现,烤烟感病品种在生长发育前期通过根系分泌较多的单糖到根际土中,为土壤中黑胫病菌的生长发育提供了物质和能源,促进了烟草黑胫病菌的生长,导致烟草黑胫病的发生。     

烤烟品种抗旱性的早期鉴定技术研究

通过固体平板培养技术,研究烟苗在干旱胁迫条件下与抗旱性密切相关的指标,对5个烤烟品种进行了抗旱性鉴定,并用隶属函数法对烤烟品种的抗旱性进行综合评价。结果表明,同一烤烟品种在干旱胁迫与正常条件下相比,其鲜重、主根长、侧根总长、根系活力、叶绿素含量及质膜透性差异显著,鲜重、侧根总长及质膜透性可作为烤烟抗旱性的敏感指标;不同烤烟品种的抗旱性有明显差异,5个品种抗旱性大小表现为:NC82 > RG11 > 红花大金元 > G28 > K326。本技术可用于烤烟品种抗性筛选。     

美引烤烟品种NC102品质特征分析

通过对美引烤烟品种NC102、红花大金元和K326的化学成分、致香成分和感官评吸比较分析,进一步明晰了NC102的品质特征.NC102品种烤烟在石油醚提取物总量及新植二烯含量上具有明显优势,清甜香气风格突出,与K326比,在香气的细腻度、圆润性、飘逸感方面优于K326品种,在叶组配方中可以用作次主料使用.     

转小拟南芥ApHRD基因烟草获得及其抗旱性鉴定

根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)的HRD基因序列,采用PCR方法从新疆小拟南芥(A.pumila)中克隆了ApHRD基因,并构建了植物表达载体pBIN-ApHRD,通过农杆菌介导法转化烟草('NC89')获得转化植株,用PCR和RT-PCR法对转化烟草进行鉴定,并采用水分胁迫和PEG-6000模拟干旱进行抗旱性分析.结果显示:(1)克隆的新疆小拟南芥ApHRD基因与拟南芥AtHRD基因的核苷酸序列相似性为99.1%,对应氨基酸序列的同源性为98.37%,只有3个位点发生实义突变.(2)与野生型烟草植株相比,转ApHRD基因烟草植株主根粗壮,一级侧根较发达,移栽成活的植株生长快.(3)在水分胁迫和30%的PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,转ApHRD基因烟草的叶片相对含水量和PSⅡ相对量子产率降低幅度、相对电导率和丙二醛含量的升高幅度均显著低于野生型烟草植株;与野生型植株相比,转ApHRD基因烟草植株叶片出现萎蔫症状的时间较迟、程度较轻,复水后恢复快且较完全,在干旱胁迫过程中受到的伤害较轻,表现出了较强的抗旱特性.研究表明,在干旱胁迫条件下,转小拟南芥ApHRD基因烟草植株表现出了优良的生理和生长优势,显示出较强的抗旱性特征,ApHRD基因在抗旱基因工程方面具有较好的应用前景.     

杨品种‘84K’光合生理的不同过程对干旱和复水的响应

以杨品种‘84K’(Populus alba×P. glandulosa)为材料,对其干旱胁迫及复水后光合生理特性的变化进行了研究。结果显示,在干旱胁迫及复水过程中,杨品种‘84K’光合作用相关的主要反应对此过程响应不同步。在干旱胁迫过程中,‘84K’的羧化反应速度、气孔导度(Gs)、叶肉导度(Gm)均显著下降,但前者下降幅度小于后两者,此时的光合作用主要受Gs和Gm制约。复水之后,Gm很快得到恢复,而光化学淬灭过程、羧化反应速度均没有恢复到对照水平,此时是光化学淬灭和(或)羧化反应制约了‘84K’的碳固定及光合作用。     

拟南芥AtCIPK23基因对烟草抗旱能力的影响

为了探索拟南芥AtCIPK23基因对烟草耐旱能力的影响,对3个转AtCIPK23基因阳性纯合株系KA13、KA14和KA44与野生型烟草K326（对照）进行了自然干旱处理,测定离体叶片的失水速率、叶绿素含量、相对电导率、脯氨酸和可溶性糖含量,并分析了转基因及野生型材料对活性氧的清除能力,对活性氧清除基因NtSOD、NtCAT和NtAPX及干旱胁迫相关基因NtDREB、NtLEA5和NtCDPK2的表达量进行检测。结果表明：（1）转基因烟草离体叶片的失水速率明显低于K326;自然干旱7 d后,野生型K326出现了明显的干旱胁迫症状;干旱7 d进行复水后,转基因株系的复水存活率明显高于K326。（2）转基因株系中的叶绿素、脯氨酸及可溶性糖含量比K326显著提高,电导率则明显降低。（3）野生型烟草K326中H₂O₂的积累量明显高于3个转基因株系,转基因株系中ROS清除机制的3个关键基因NtSOD、NtCAT和NtAPX被诱导上调表达。（4）抗旱相关基因NtDREB、NtLEA5和NtCDPK2仅在转基因烟草中受干旱诱导。研究认为,AtCIPK23基因可能具有提高植物抗旱能力的功能。     

烟草种间杂交亲和性

以野生烟草Nicotiana alata、N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草K326、红花大金元、Yun87、Yun97为材料,进行种间正反杂交,研究种间杂交亲和性。田间观察杂交后的坐果情况并统计坐果率,采用显微荧光染色观察授粉后花粉管在雌蕊上的生长情况,并结合杂交后代萌发检测的方法。结果表明：N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草杂交不亲和。N.rustica花粉能够穿过K326花柱,N.repanda和N.stocktonnii花粉在K326柱头上很少萌发生长。N.alata花粉可以穿过K326的花柱,并得到果实,但是萌发实验显示其种子无活力。N.alata作为母本与栽培烟草杂交不亲和。     

外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ功能的影响

以叶绿素快相荧光动力学曲线(OJIP)为探针,研究了外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)功能的影响.结果表明:干旱胁迫降低了烤烟幼苗PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR),抑制了光合作用的原初过程,烤烟幼苗叶片发生了明显的光抑制.叶面喷施10.0 mmol·L-1CaCl2溶液后烤烟叶片的光合电子传递能量比例(ФEo)在干旱胁迫下的降低幅度明显小于对照(喷施清水),电子转运效率(ET0/RC)在干旱胁迫下明显高于对照.叶面喷施CaC12溶液增加了PSⅡ捕获光能用于光合电子传递的比例、剩余有活性反应中心的效率和电子传递链中的能量传递,使烤烟叶片的光系统Ⅱ在干旱胁迫下保持相对较高的活性,从而提高了烤烟幼苗的抗旱能力.     

干旱和复水对大豆(Glycine max)叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用河南省大面积种植的大豆品种豫豆29作为实验材料,通过研究逐步干旱和旱后复水条件下大豆叶片光合、叶绿素荧光等指标随土壤水分的动态变化规律,以期为大豆的水分高效利用提供理论依据。研究发现,在土壤相对含水量高于46.5%时,虽然随着土壤相对含水量的下降,豫豆29仍可以保持它的叶片水分状态;豫豆29的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,在土壤相对含水量为64.3%时,它比对照组高出11.2%(P<0.01);在实验的第3d,处理组的土壤相对含水量降为46.5%,叶片水势与对照组相比降低了7.2%(P>0.05),净光合速率为对照组的89.6%(P<0.05),但气孔导度却迅速下降为对照组的44.7%(P<0.01),这说明与叶片的光合和水分状况相比,豫豆29的气孔对土壤水分的匮缺更加敏感。复水后,豫豆29叶片的水势、净光合速率、气孔导度和叶绿素荧光等值都可以得到迅速的恢复,并在实验的最后接近对照组的水平,这表明豫豆29的叶片光合在水分胁迫解除后有迅速恢复的能力。     

烟草种间杂交亲和性

以野生烟草Nicotiana alata、N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草K326、红花大金元、Yun87、Yun97为材料,进行种间正反杂交,研究种间杂交亲和性.田间观察杂交后的坐果情况并统计坐果率,采用显微荧光染色观察授粉后花粉管在雌蕊上的生长情况,并结合杂交后代萌发检测的方法.结果表明:N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草杂交不亲和.N.rustica花粉能够穿过K326花柱,N.repanda和N.stocktonnii花粉在K326柱头上很少萌发生长.N.alata花粉可以穿过K326的花柱,并得到果实,但是萌发实验显示其种子无活力.N.alata作为母本与栽培烟草杂交不亲和.     

烟草内生细菌种群动态研究

经过对 7个田间种植的烟草品种不同栽培时期、不同组织内生细菌种群动态研究表明 ,不同品种内生细菌种群有一定程度差异。同一品种中有的内生细菌为常住菌群 ,有的为暂居菌群 ,带菌量根中最高 ,茎次之 ,叶中最低。在整个生育期中 ,7个品种内生细菌数量表现出从种子到出苗期大幅增加 ,从出苗期到十字期又大幅度下降 ,随后从缓苗期到伸根期再一次急剧增加并维持在一个较高水平。通过对烟草这一重要经济作物内生细菌种群动态变化研究 ,可为烟草病虫害生物防治和促生增产研究提供理论基础。     

干旱复水对柑橘幼苗叶片光合、叶绿素荧光和根系构型的影响

干旱严重影响柑橘的生长和发育.为探索柑橘对干旱胁迫的响应机制,本试验以抗旱性不同的三湖红橘和三湖化红为材料,通过盆栽控水进行干旱胁迫和复水处理,研究处理后植株叶片光合、叶绿素荧光和根系构型的变化.结果表明: 干旱显著降低了两种柑橘幼苗的净光合作用速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度,而三湖红橘的下降幅度更小;复水后,光合参数均有所恢复,但仍低于对照.三湖红橘水分利用率在干旱15 d后开始显著高于对照,而三湖化红除干旱15 d外的其他处理时间均低于对照.干旱提高了两种幼苗的PSII最大光合效率,但抑制了三湖化红的PSII实际光合效率.干旱到一定程度后,两种幼苗的PSII电子传递速率和光化学淬灭均下降,干旱和复水后非光化学淬灭在三湖红橘中下降,但在三湖化红中上升.根系构型分析表明,干旱导致两种幼苗的根表面积和根体积下降,同时抑制了三湖化红的总根长,但能够提高三湖红橘的总根长和总根尖数.进一步分析不同直径的侧根长度发现,三湖红橘的一类侧根长度在干旱胁迫10 d后开始增加,而三湖化红的一类侧根长度在干旱前期没有变化,干旱20 d时显著下降;除三湖红橘的三类侧根外,两种幼苗其余直径等级侧根的生长均受干旱抑制.除总根尖数外,复水后根系生长各参数均没有恢复.干旱对三湖红橘光合性能的影响小于三湖化红,并且前者能够维持更高的水分和光能利用率.干旱后三湖红橘根尖数和细根长度增加,可能有助于提高其对水分的吸收能力.     

Improvement of heat and drought photosynthetic tolerance in wheat by overaccumulation of glycinebetaine

Within their natural habitat, crops are often subjected to drought and heat stress, which suppress crop growth and decrease crop production. Causing overaccumulation of glycinebetaine (GB) has been used to enhance the crop yield under stress. Here, we investigated the response of wheat (Triticum aestivum L.) photosynthesis to drought, heat stress and their combination with a transgenic wheat line (T6) overaccumulating GB and its wild-type (WT) Shi4185. Drought stress (DS) was imposed by controlling irrigation until the relative water content (RWC) of the flag leaves decreased to between 78 and 82%. Heat stress (HS) was applied by exposing wheat plants to 40°C for 4 h. A combination of drought and heat stress was applied by subjecting the drought-stressed plants to a heat stress as above. The results indicated that all stresses decreased photosynthesis, but the combination of drought and heat stress exacerbated the negative effects on photosynthesis more than exposure to drought or heat stress alone. Drought stress decreased the transpiration rate (Tr), stomatal conductance (Gs) and intercellular CO₂ concentration (Ci), while heat stress increased all of these; the deprivation of water was greater under drought stress than heat stress, but heat stress decreased the antioxidant enzyme activity to a greater extent. Overaccumulated GB could alleviate the decrease of photosynthesis caused by all stresses tested. These suggest that GB induces an increase of osmotic adjustments for drought tolerance, while its improvement of the antioxidative defense system including antioxidative enzymes and antioxidants may be more important for heat tolerance.     

滤减UV-B辐射对烤烟蛋白质组变化的影响

为研究不同UV-B辐射强度对烤烟生理代谢及调控途径的影响,应用蛋白质双向电泳联用质谱技术,以云南普遍种植的烤烟K326为试验材料,通过覆盖不同透明薄膜滤减UV-B辐射的方式,对75.8%(聚乙烯膜,处理1)和37.5%(麦拉膜,处理2)UV-B辐射透过率处理下K326的蛋白质组和相关生理性状进行了比较。结果表明:在蛋白质组中有10个蛋白在这两类处理下蛋白差异表达显著;与处理1相比,在处理2的K326叶片中有5个蛋白上调表达,5个蛋白下调表达;通过质谱分析共鉴定出8种功能明确的蛋白质,其中差异表达的10个蛋白中有3个与氧化还原相关,3个与光合作用相关,1个是参与能量代谢的激酶蛋白,1个是RNA结合蛋白,另外还有2个未知功能的蛋白待探明,在蛋白质组水平对不同UV-B辐射强度与烤烟生长发育的关系进行了初步研究;而在K326的生理成熟期、过渡期及工艺成熟期,处理2的净光合速率(Pn)均高于处理1,这与所鉴定出的3个与光合作用有光的蛋白在处理2中上调表达趋势一致;相比之下,处理1的K326发育进程较快,茎粗等形态指标及比叶重均比处理2高。