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烟草抗PVY~N突变株eIF4E基因的克隆及表达差异分析
为了明确抗马铃薯Y病毒病的相关基因、进一步揭示其抗病机制,以烟草高抗马铃薯Y病毒脉坏死株系(Potato virus Y vein necrosis strain,PVYN)突变株SN01和SN02为试验材料,研究了突变株的抗病相关基因翻译起始因子4E(eIF4E)在寄主中的抗病作用。结果表明:从抗病突变株SN01和SN02中克隆到目的全长基因,分别命名为eIF4E01与eIF4E02,其开放阅读框ORF长度均为669 bp,编码222个氨基酸;利用MAGA4.1和CLUSTAL软件进行序列同源性比对分析表明,eIF4E01和eIF4E02与已报道的烟草eIF4E(GenBank:AY702653.1)基因序列相似度均达到99%,其开放阅读框序列完全一致。并与甜椒、番茄、拟南芥等物种的eIF4E家族基因也具有高度同源性;Real-time PCR结果表明,在PVYN侵染初期(接种后0~9 d),突变株SN01和SN02中的eIF4E基因表达量明显低于其感病亲本NC89和K326。说明这两个抗病突变株中的eIF4E基因的抑制表达与烟草对PVYN的抗性密切相关。
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气流烘丝参数对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响
研究了气流烘丝参数(不同物料入口含水率和蒸汽施加量)对卷烟主流烟气7种有害成分(巴豆醛、苯酚、氢氰酸、苯并[a]芘、CO、氨和NNK)释放量的影响,利用DPS和MATLAB软件计算7种有害成分最低释放量和最低烟气危害性指数值(H值)的烘丝工艺参数,并进行了工厂验证试验。结果表明:按照苯并芘释放量优化的参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量325 kg/h)和H值优化参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量186 kg/h)进行烘丝,烘丝后样品卷烟主流烟气中的氢氰酸、CO、氨和NNK释放量以及H值的降幅均超过10%。
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烟草非特异性脂质转移蛋白基因的克隆与表达分析
为了阐明非特异性脂质转移蛋白基因NtLTP1.1在烟草抗病抗逆反应中的功能,用cDNA末端快速扩增技术(Rapid-amplification of cDNA ends,RACE)从普通烟草中克隆了该基因全长,并通过生物信息学方法分析了cDNA序列结构、蛋白理化性质、保守基序、三级结构以及系统进化关系;利用qRT-PCR检测了该基因在不同组织中的表达模式以及胁迫条件下的表达差异。结果表明:NtLTP1.1基因全长615 bp,编码蛋白含有129个氨基酸,为一种小分子碱性可溶性蛋白。蛋白序列N端含有信号肽,预测其可能定位于分泌途径中。Blast比对结果显示,烟草非特异性脂质转移蛋白与番茄nsLTP1序列相似性最高,含有8CM保守基序(8个半胱氨酸残基组成的保守基序)。蛋白三级结构预测表明,NtLTP1.1具有nsLTP典型的三级结构,包括4个α-螺旋,4对二硫键,1个可结合和容纳脂质分子的疏水腔。多重比对结果显示,NtLTP1.1 8CM结构域模式为C1-X9-C2-X13-C3C4-X19-C5XC6-X22-C7-X13-C8。系统进化分析结果表明,nsLTP进化形成5类,NtLTP1.1属于Type I。表达模式分析显示,NtLTP1.1基因主要在烟草叶片中表达,具有明显的组织表达特异性。在低温胁迫条件下表达受到抑制,在水杨酸诱导条件下表达上调。因此,推测NtLTP1.1基因可能在烟草防御反应中发挥作用。
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纳米碳溶胶对烤烟根系生理特性及钾吸收的影响
为明确纳米碳溶胶促进烤烟钾吸收的生理基础,利用水培试验和无菌培养试验,研究了不同浓度的纳米碳溶胶对两个烤烟品种根系生理特性、钾素吸收及其相关基因表达量的影响。结果表明:当纳米碳溶胶浓度(质量浓度)分别为10~20和5~10 mg/L时,能显著促进K326和红花大金元(红大)根系生长,增加根系和地上部生物量,提高烟叶钾素吸收及积累量。随着纳米碳溶胶浓度的升高,两个烤烟品种的根系活力、根系吸收面积、根系阳离子交换量和根系可溶性蛋白含量呈现先增加后降低的趋势。K326和红大K+通道基因NKT1和转运体基因NtHAK1的表达量显著增加,提高了根系对钾的吸收能力。
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烤烟化学成分的遗传效应分析
为科学合理地进行烤烟育种中的亲本筛选与组合配制,选育出化学成分协调的烤烟新品种(系),利用6个烤烟品种(K326、6388、RG17、K8、净叶黄和南江3号)按Griffing方法(Ⅲ)完全双列杂交配制出30个杂交组合,并对烟叶的烟碱、总氮、总糖、钾、氯、氮碱比、糖碱比和钾氯比等8个化学成分指标进行了初步遗传效应分析。结果表明,组合间的所有性状差异均达到了极显著水平,亲本间的一般配合力(GCA)和组合间的特殊配合力(SCA)均存在极显著差异,而且除氮碱比指标外的其他化学成分指标GCA方差均大于SCA方差,表明对本试验中烤烟绝大部分化学成分指标性状而言,亲本选择比组合配制更重要。对于GCA效应,RG17和南江3号品种分别具有提高钾和钾氯比的潜力,而6388则具有降低氯含量的潜力。基于烤烟化学品质目标分析SCA效应,30个组合中以K326×南江3号、净叶黄×南江3号和K8×净叶黄3个组合表现最佳,其次是K326×净叶黄和K8×RG17两个组合。化学成分指标性状间的遗传力存在较大差异,狭义遗传力以钾最大(33.82%),总糖最小(1.37%),而广义遗传力以氯和钾最大,分别为51.84%和50.04%,总糖最小(15.08%),只有钾的狭义遗传力占广义遗传力的比例超过了50%,说明钾的遗传以加性效应为主,这有利于培育高钾品种,且适宜进行早代选择,对于其他化学成分指标性状,在性状基本稳定的时期进行株系选择比较适宜。
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滚筒式梗丝干燥加工参数的优化
为提高梗丝的加工质量特别是梗丝的丝状效果,增加梗丝与叶丝配伍性,采用正交实验方法,对滚筒式梗丝干燥加工参数(梗丝厚度、HT蒸汽压力和滚筒干燥温度组合参数)进行了分析优化,并对优化后的方案进行了验证。结果表明:①对干燥后梗丝的填充值、整丝率和丝状效果影响主次顺序均为HT蒸汽压力>梗丝厚度>滚筒干燥温度;②最优化加工参数为梗丝厚度0.10 mm,HT蒸汽压力0 MPa,滚筒干燥温度[筒壁温度(140±5)℃&热风温度(120±2)℃],在此条件下可以提高梗丝填充值和整丝率,且对梗丝的丝状效果有明显改善;③在高档卷烟中掺配适当比例的丝状梗丝,与掺兑前相比,感官质量有所提高,焦油释放量降低约0.8mg/支。