王懷鑫

（保山市煙草公司昌寧分公司，云南保山678100）

不同煙草栽培品種抗旱性遺傳研究

王懷鑫

（保山市煙草公司昌寧分公司，云南保山678100）

煙草水分多少直接影響到煙草產(chǎn)量及品質(zhì)。本文重點(diǎn)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(jìn)行了簡(jiǎn)介。

煙草；抗旱性；遺傳

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(jì)作物，屬管狀花科目。煙草在生長(zhǎng)過(guò)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(guò)低將直接影響到煙草的質(zhì)量。一旦煙草生長(zhǎng)過(guò)程出現(xiàn)氣象干旱勢(shì)必會(huì)對(duì)煙草生長(zhǎng)造成各種有機(jī)物轉(zhuǎn)化、運(yùn)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(huì)減少煙草中煙堿、蛋白質(zhì)含量等。煙草作為重要經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，然而我國(guó)煙草絕大多數(shù)生長(zhǎng)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(jìn)行分析。

2 國(guó)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(guò)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(xì)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(shí)驗(yàn)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(duì)于MAPK抗逆反應(yīng)原理沒(méi)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)氲綗煵葜校Y(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(dá)。

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(jìn)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?yàn)镾bPIPI，該基因編碼為2個(gè)質(zhì)墨信號(hào)肽序、2個(gè)NPA單元及6個(gè)跨膜區(qū)。SbPIPI基因能夠加快水分的運(yùn)輸、從而提高了煙草的抗旱性。作者對(duì)如何激活煙草抗氧化系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(gè)方面進(jìn)行研究：抗旱遺傳規(guī)律研究、抗旱綜合鑒定體系、抗旱評(píng)價(jià)指標(biāo)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(yǔ)

外源基因能否在煙草中穩(wěn)定的遺傳及表達(dá)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(méi)有進(jìn)行深入的研究等。

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

［2］TarczynskiMC，JensenRG，BohnertHJ.Stress protectionoftransgenictobaccobyproductionoftheosmolyte mannitol.［J］.Science，1993，259：5094（5094）：págs.508-510.

［3］KishorPBK.OverexpressionofΔ1-Pyrroline-5-CarboxylateSynthetaseIncreasesProlineProductionandConfers OsmotoleranceinTransgenicPlants［J］.PlantPhysiology，1995，108（04）：1387-1394.

［4］郭新勇，程晨，王愛(ài)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(bào)，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(jī)制分析［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，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(jìn)展和方法［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2009，30（04）：74-80.

S572

ADOI編號(hào)：10.14025/j.cnki.jlny.2016.18.063

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。