不同煙草栽培品種抗旱性遺傳研究

摘要：煙草水分多少直接影響到煙草產(chǎn)量及品質(zhì)。本文重點分析了煙草抗旱性遺傳，目前煙草中轉(zhuǎn)基因方法有兩類：DNA直接轉(zhuǎn)移法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。本文就煙草抗旱性遺傳性培育進行了簡介。

關(guān)鍵詞：煙草；抗旱性；遺傳

中圖分類號： S572 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.18.063

1煙草抗旱品種選育的意義

煙草是一種喜溫喜光的經(jīng)濟作物，屬管狀花科目。煙草在生長過程中需要大量的水分，在伸根期需要土壤水分滿足61.9%以上，水分過低將直接影響到煙草的質(zhì)量。一旦煙草生長過程出現(xiàn)氣象干旱勢必會對煙草生長造成各種有機物轉(zhuǎn)化、運輸、各種酶活性等的影響；汪耀富[1]指出干旱不僅影響到煙草產(chǎn)量還會減少煙草中煙堿、蛋白質(zhì)含量等。煙草作為重要經(jīng)濟作物，對國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻，然而我國煙草絕大多數(shù)生長在干旱、半干旱地區(qū)，直接影響到煙草產(chǎn)量及質(zhì)量。本文就不同煙草栽培瓶中抗旱性遺傳進行分析。

2國內(nèi)外抗旱性遺傳研究現(xiàn)狀

在煙草抗旱中轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將其他植物的DNA通過載體移植到煙草上。目前移植方法可以分為化學(xué)方法、物理方法及生物方法，其都是將NDA導(dǎo)入到煙草中，由受體細胞再生得到新品種煙草。在煙草DNA注入方法有直接轉(zhuǎn)移法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。

2.1 DNA直接轉(zhuǎn)移法

Tarczynski[2]最早將甘露糖醇-1-磷酰脫氫酶基因成功移入到煙草中，實驗結(jié)果表明改變后的煙草吸水能力提高，明顯改善了煙草抗旱性。Kishorp[3]將吡咯-5-羧酸還原酶（pyrroline-5-carboxylate）注入到煙草中，結(jié)果表明煙草抗旱性增加。李杰[4]將水稻遼鹽241植株在4℃下，處理30分鐘。得到RNA模板。搭建了OsMAPK4需要的載體（pMEl2）使用桿菌介導(dǎo)法將OsMAPK4基因移入到煙草中。結(jié)果表明OsMAPK4能夠提高煙草抗旱性。然而作者對于MAPK抗逆反應(yīng)原理沒有做出解釋。

2.2農(nóng)桿菌介導(dǎo)法

郭新勇[4]根據(jù)冷調(diào)節(jié)蛋白（CORPS，是指一些植物在低溫誘導(dǎo)下能夠生成一些特殊蛋白）能夠改善植物的抗寒力，結(jié)合大量數(shù)據(jù)得到大多數(shù)植物冷誘導(dǎo)基因也能影響到植物的吸水性。根據(jù)以上原理將其應(yīng)用于煙草抗旱性，能夠提高煙草抗旱性。筆者從天山雪蓮中克隆出冷調(diào)節(jié)蛋白基因，使用農(nóng)桿菌方法將克隆基因?qū)氲綗煵葜?，結(jié)果表明冷調(diào)節(jié)蛋白基因siCOR與干旱有著密切聯(lián)系。為此作者使用半定量RT-PCR分析了冷調(diào)節(jié)蛋白基因siCOR結(jié)構(gòu)表達。

在大多植物體內(nèi)存在水通道蛋白（Aquaporins，AQPs），其作用主要用于水分進行跨膜傳輸。為此孫曉波[5]將該原理用于煙草抗旱。作者使用雜交及結(jié)合RACE技術(shù)克隆了畢式海蓬子，接著使用鹽水提供濃度差誘導(dǎo)得到水通道蛋白質(zhì)基因SbPIPI，接著將水通道蛋白基因加載到煙草上，使用農(nóng)桿菌法將其注入到煙草基因中。結(jié)果表明克隆的水通道蛋白基因為SbPIPI，該基因編碼為2個質(zhì)墨信號肽序、2個NPA單元及6個跨膜區(qū)。SbPIPI基因能夠加快水分的運輸、從而提高了煙草的抗旱性。作者對如何激活煙草抗氧化系統(tǒng)沒有進行深入的研究。

3抗旱遺傳育種策略及方法

3.1抗旱遺傳育種策略

目前抗旱遺傳育種方法有：雜交育種、系統(tǒng)育種、理化誘變育種及轉(zhuǎn)基因育種。比如在煙草抗旱育種中可以使用輪回育種、雜交育種等。在煙草抗旱育種中采用的策略主要包括：在惡劣的環(huán)境條件下培育煙草提高煙草的適應(yīng)性，將實驗室與農(nóng)田中的優(yōu)良品種結(jié)合在一起。

3.2抗旱育種方法

抗旱育種方法可以從6個方面進行研究：抗旱遺傳規(guī)律研究、抗旱綜合鑒定體系、抗旱評價指標確定、篩選抗旱種質(zhì)、優(yōu)質(zhì)品種的培育及推廣方法研究[6]。

4結(jié)語

外源基因能否在煙草中穩(wěn)定的遺傳及表達直接影響到煙草抗旱性。煙草抗旱性研究需要更深入分析例如激活煙草抗氧化系統(tǒng)沒有進行深入的研究等。

參考文獻

[1]汪耀富，蔡寒玉. 煙草抗旱生理生化研究進展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2005， 33（03）：491-493.

[2]Tarczynski M C， Jensen R G， Bohnert H J. Stress protection of transgenic tobacco by production of the osmolyte mannitol.[J]. Science， 1993， 259：5094（5094）：págs. 508-510.

[3]Kishor P B K. Overexpression of Δ1-Pyrroline-5-

Carboxylate Synthetase Increases Proline Production and Confers Osmotolerance in Transgenic Plants[J]. Plant Physiology， 1995， 108（04）：1387-1394.

[4]郭新勇，程晨，王愛英等.天山雪蓮冷調(diào)節(jié)蛋白基因siCOR轉(zhuǎn)化煙草植株的抗旱性分析[J].植物學(xué)報， 2012， 47（02）：111-119.

[5]孫曉波，賈新平，梁麗建，等.轉(zhuǎn)畢式海蓬子水通道蛋白基因SbPIP1煙草的抗旱生理機制分析[J].華北農(nóng)學(xué)報， 2015（06）：17-26.

[6]任學(xué)良， 王云鵬， 史躍偉. 烤煙抗旱品種選育研究進展和方法[J]. 中國煙草科學(xué)， 2009， 30（04）：74-80.

作者簡介：王懷鑫，本科學(xué)歷，保山市煙草公司昌寧分公司，農(nóng)業(yè)技術(shù)員，研究方向：烤煙生產(chǎn)管理，植保。