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一种富钾烟草品种的选育方法.pdf

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一种 烟草 品种 选育 方法
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摘要
申请专利号:

CN201711144959.2

申请日:

20171117

公开号:

CN108094194A

公开日:

20180601

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:
IPC分类号: A01H1/04 主分类号: A01H1/04
申请人: 河南农业大学
发明人: 徐世晓,薛刚,武恒燕,杨铁钊
地址: 450022 河南省郑州市金水区文化路95号
优先权: CN201711144959A
专利代理机构: 郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙) 代理人: 杨妙琴
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201711144959.2

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法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

本发明提供了一种富钾烟草品种的选育方法,包括种子选择及处理,低钾培养基配制及播种培养,不耐低钾烟苗筛选,大田验证,基因纯化,上述过程中种子经处理催化露白后低钾培养基中播种培养,培养30天后根据根长情况筛选出不耐低钾烟株,并将烟株分为三组,再将分组后的烟株移栽至大田验证,并进行基因纯化。本发明选育富钾烟草品种的方法简单直接,后期结合大田试验对结果进一步验证,实验结果更准确、稳定。

权利要求书

1.一种富钾烟草品种的选育方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)种子选择与处理首先选择饱满一致的烤烟种子,再将烤烟种子在50℃的温水中浸泡3h;经质量分数为75%的CHCHOH水溶液处理30s,用无菌水反复冲洗5次;再用质量分数为10%的次氯酸水溶液处理30min,用无菌水冲洗5次后进行催芽露白;(2)低钾培养基的配制及播种培养将步骤(1)处理后的种芽播种于低钾培养基上,每盘两行,放入人工气候室中培养,竖立,白天光照为350μmolphotons·m·s,夜间光照为0,光暗周期为14/10h,昼夜温度为28/25℃,空气相对湿度为60%~70%;(3)不耐低钾烟苗的筛选培养30天后,根据根长筛选出不耐低钾的单株,并将其分为三个等级,根长<0.5cm为第一类,根长在0.5~1.0cm为第二类,根长>1.0cm为第三类,分别移栽入苗盘中,供应常钾培养液,生长至6~7片真叶时移栽到大田;(4)大田验证于移栽后30d、40d、50d追施钾肥,每株5g,配置成溶液穴施于距离主茎20cm处,分别于移栽后80d、110d分单株选取第12叶位、第18叶位的叶片,110℃杀青,80℃烘干,称重磨碎过60目筛,盐酸浸提-火焰光度法测定钾含量,标记钾含量高的单株;(5)基因纯化将步骤(4)标记钾含量高的单株收获种子,重复上述步骤,后翌年通过相同的方法种植再选,直至基因型纯合,同时测定烤后烟叶的含钾量。2.根据权利要求1所述的一种富钾烟草品种的选育方法,其特征在于,所述步骤(2)将步骤(1)处理后的种芽播种于常钾培养基上,放入人工气候室中培养,白天光照为350μmolphotons·m·s,夜间光照为0,光暗周期为14/10h,昼夜温度为28/25℃,空气相对湿度为60%~70%,培养10天后,移栽到无钾培养基上,每盘两行,根向上倒立放置;所述步骤(3)不耐低钾烟苗的筛选,培养20天后,观察弯根状况,根据弯根长和植株大小筛选出不耐低钾的单株,并将其分为三个等级,尚未出现弯根的为第一组,弯根<1cm的为第二组,弯根长>1.0cm为第三组,分别移栽入苗盘中,供应常钾培养液,生长至6~7片真叶时移栽到大田。3.根据权利要求1或2所述的一种富钾烟草品种的选育方法,其特征在于,所述低钾培养基的组成成分包括945mg/LCa(NO)·4HO,425mg/LNaNO,80mg/LNHNO,20.4mg/LKHPO,132.6mg/LNaHPO·2HO,493mg/LMgSO·7HO,2.5ml/LEDTA-Fe溶液,5mg/L微量元素溶液,琼脂粉8g/L。4.根据权利要求1或2所述的一种富钾烟草品种的选育方法,其特征在于,所述常钾培养基的组成成分包括945mg/LCa(NO)·4HO,506mg/LKNO,80mg/LNHNO,136mg/LKHPO,493mg/LMgSO·7HO,2.5ml/LEDTA-Fe溶液,5mg/L微量元素溶液,琼脂粉8g/L。5.根据权利要求1或2所述的一种富钾烟草品种的选育方法,其特征在于,所述无钾培养基的组成成分包括945mg/LCa(NO)·4HO,425mg/LNaNO,80mg/LNHNO,156mg/LNaHPO,493mg/LMgSO·7HO,2.5ml/LEDTA-Fe溶液,5mg/L微量元素溶液,琼脂粉8g/L。

说明书

技术领域

太阳城集团本发明属于烟草品种选育领域,具体涉及一种以烟草突变体为原料,低钾培养条件下筛选富钾烟草品种的方法。

背景技术

钾是烟草最重要的品质元素之一,其与烟叶成熟度、燃烧性、香吃味和卷烟制品安全性密切相关。与国外烟叶钾含量(一般>3%)相比,中国大部分地区尤其是北方地区,烟叶平均钾含量很少超过1.5%,烟叶钾含量偏低是制约中国烟叶质量提升的关键指标之一。生产优质烟叶必须施用形成最适产量需钾量的2~3倍的钾肥,才能明显提高烟叶含钾量。但我国钾肥资源匮乏,通过改善农艺操作来提高钾含量又有一定限度,因此筛选或选育烤烟钾高效基因型品种,充分利用土壤中和施用的钾素,对提高烟叶钾含量、降低生产成本、节约资源有重要意义。

目前,培育富钾基因型烟草品种的方法主要有两种:一是通过对不同钾吸收效率的烟草亲本进行杂交,测定亲本和杂交后代的钾含量,对亲本和杂交组合进行杂种优势、配合力和遗传力分析,从而获得钾高效基因型植株;二是利用基因工程技术把一些钾高效植株的钾高效基因转入到其他植株内并诱导其表达,可以快速并高效的获得钾高效植物。对烤烟钾高效基因型的筛选主要从以下两方面进行:

太阳城集团1.通过溶液培养、盆栽及田间试验比较现有烟草种质资源钾素营养特性差异,选出钾高效基因型;

太阳城集团2、测定与钾吸收和转运相关的基因在叶片中的表达情况,其中与钾含量相关的关键基因为TORK1、NtTPK1和CIPK23,选育和鉴定钾高效烤烟品种。

太阳城集团钾效率的遗传特性受多基因控制,具有数量遗传特征,如上述所说的TORK1、NtTPK1和CIPK23,存在明显的基因相互作用,受环境条件的影响。如果单纯地测定与钾吸收和转运相关的基因,得到的结果可能与大田试验结果不一致。如果只对种质资源进行大田验证,效果很直接,但是实验工作量很大,所选出来的钾效率高的品种在其他生态环境下可能存在不一致的结果。

发明内容

太阳城集团为解决杂交筛选方法太阳城集团长、工作量大,基因诱导表达方法受环境条件影响,试验结果可能与大田试验结果不一致的问题,本发明提供一种通过苗期筛选富钾烟草突变体,选育富钾烟草品种的方法。

本发明建立在平板培养技术的基础上,利用低钾培养基筛选富钾基因型烟草突变体,太阳城集团短,烟苗生长环境一致,决定其表现型的主要是基因型,后期结合大田试验对结果进一步验证,实验结果更准确、稳定。根据已有的研究结果,不耐低钾突变体比耐低钾突变体烟叶钾含量显著提高,较传统方法省时省力、操作性强、提高筛选效率。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种富钾烟草品种的选育方法,包括以下步骤:

(1)种子选择与处理

首先选择饱满一致的烤烟种子,再将烤烟种子在50℃的温水中浸泡3h;经质量分数为75%的CH3CH2OH水溶液处理30s,用无菌水反复冲洗5次;再用质量分数为10%的次氯酸水溶液处理30min,用无菌水冲洗5次后进行催芽露白;

(2)低钾培养基的配制及播种培养

将步骤(1)处理后的种芽播种于低钾培养基上,每盘两行,放入人工气候室中培养,竖立,白天光照为350μmol photons·m-2·s-1,夜间光照为0,光暗周期为14/10h,昼夜温度为28/25℃,空气相对湿度为60%~70%;

太阳城集团(3)不耐低钾烟苗的筛选

太阳城集团培养30天后,根据根长筛选出不耐低钾的单株,并将其分为三个等级,根长<0.5cm为第一类,根长在0.5~1.0cm为第二类,根长>1.0cm为第三类,分别移栽入苗盘中,供应常钾培养液,生长至6~7片真叶时移栽到大田;

(4)大田验证

太阳城集团于移栽后30d、40d、50d追施钾肥,每株5g,配置成溶液穴施于距离主茎20cm处,分别于移栽后80d、110d分单株选取第12叶位、第18叶位的叶片,110℃杀青,80℃烘干,称重磨碎过60目筛,盐酸浸提-火焰光度法测定钾含量,标记钾含量高的单株;

(5)基因纯化

将步骤(4)标记钾含量高的单株收获种子,重复上述步骤,后翌年通过相同的方法种植再选,直至基因型纯合,同时测定烤后烟叶的含钾量。

太阳城集团优选的,所述步骤(2)将步骤(1)处理后的种芽播种于常钾培养基上,放入人工气候室中培养,白天光照为350μmol photons·m-2·s-1,夜间光照为0,光暗周期为14/10h,昼夜温度为28/25℃,空气相对湿度为60%~70%,培养10天后,移栽到无钾培养基上,每盘两行,根向上倒立放置;

太阳城集团所述步骤(3)不耐低钾烟苗的筛选,培养20天后,观察弯根状况,根据弯根长和植株大小筛选出不耐低钾的单株,并将其分为三个等级,尚未出现弯根的为第一组,弯根<1cm的为第二组,弯根长>1.0cm为第三组,分别移栽入苗盘中,供应常钾培养液,生长至6~7片真叶时移栽到大田。

太阳城集团优选的,所述低钾培养基的组成成分包括945mg/L Ca(NO3)2·4H2O,425mg/L NaNO3,80mg/L NH4NO3,20.4mg/L KH2PO4,132.6mg/L NaH2PO4·2H2O,493mg/L MgSO4·7H2O,2.5ml/L EDTA-Fe溶液,5mg/L微量元素溶液,琼脂粉8g/L。

太阳城集团优选的,所述常钾培养基的组成成分包括945mg/L Ca(NO3)2·4H2O,506mg/L KNO3,80mg/L NH4NO3,136mg/L KH2PO4,493mg/L MgSO4·7H2O,2.5ml/L

太阳城集团EDTA-Fe溶液,5mg/L微量元素溶液,琼脂粉8g/L。

太阳城集团优选的,所述无钾培养基的组成成分包括945mg/L Ca(NO3)2·4H2O,425mg/L NaNO3,80mg/L NH4NO3,156mg/L NaH2PO4,493mg/L MgSO4·7H2O,2.5ml/L

EDTA-Fe溶液,5mg/L微量元素溶液,琼脂粉8g/L。

太阳城集团与现有技术相比,本发明的有益效果为:

(1)本发明富钾烟草品种的选育方法建立在平板培养技术的基础上,利用低钾培养基可以对数万个变异类型同时进行筛选,筛选量大,获得富钾基因型烟草突变体的太阳城集团短,对筛选出来的幼苗进行种植验证,结果更准确、稳定。根据已有的研究结果,不耐低钾突变体比耐低钾突变体烟叶钾含量显著提高,较传统方法省时省力、操作性强,筛选效率是常规方法的数千倍。

太阳城集团(2)本发明选育方法利用富钾基因型不耐低钾的特性,从苗期开始筛选富钾突变体单株,并且后期进行大田验证,全面考虑了基因型和环境两方面的影响,所选单株烟叶钾含量高并且稳定。

太阳城集团(3)本发明的选育方法操作简单,特别适合大批量变异后代和种质资源的筛选。

附图说明

太阳城集团图1为本发明选育方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

太阳城集团本实施例提供一种富钾烟草品种的选育方法,是一种以低钾培养基筛选不耐低钾烟株,进而获得富钾烟草品种的方法,具体包括以下步骤:

太阳城集团第一步,种子选择及处理

太阳城集团首先选择饱满一致的烤烟种子,再将烤烟种子在50℃的温水中浸泡3h;经质量分数为75%的CH3CH2OH水溶液处理30s,用无菌水反复冲洗5次;再用质量分数为10%的次氯酸水溶液处理30min,无菌水冲洗5次后进行催芽露白,该处理过程可以参见何伟,杨中义,张发明等.低钾胁迫下不同烤烟品种根系生长和根毛形态的差异[J].中国烟草学报,2010,03:43-48。

太阳城集团本实施例中,浸泡的烤烟种子经质量分数为75%CH3CH2OH水溶液处理30s的具体操作方法为:将烟草种子装入容积为2ml的离心管中,向其中加入质量分数为75%的CH3CH2OH水溶液1ml,摇匀,浸泡30s。

本实施例中,用质量分数为10%的次氯酸水溶液处理30min的具体操作方法为:将无菌水冲洗后的烤烟种子装入容积为2ml的离心管中,向其中加入质量分数为10%的次氯酸水溶液1ml,摇匀,浸泡30min,由于浸泡太阳城集团较长,因此,在浸泡处理过程中需数次摇匀。

第二步,低钾培养基配置及播种培养

本实施例中,低钾培养基的组成成分如表1所示。

表1低钾培养基的组成成分表

常钾培养基的组成成分如表2所示。

表2常钾培养基的组成成分表

太阳城集团无钾培养基的组成成分如表3所示。

表3无钾培养基的组成成分表

太阳城集团本实施例中,EDTA-Fe溶液和微量元素溶液配制采用现有技术中配制这两种溶液的方法进行配制,低钾培养基和常钾培养基中的EDTA-Fe和微量元素的量分别为2.5ml/L和5ml/L,符合植物生产所需的营养条件,当含量低于或高于该数值时,会造成烟苗对其他营养元素吸收的抑制或不能充分满足植物对营养的需求。

播种培养的具体过程为:

太阳城集团将第一步处理后的种芽播种于低钾培养基上,每盘两行,放入人工气候室中培养,竖立,白天光照为350μmol photons·m-2·s-1,夜间光照为0,光暗周期为14/10h,昼夜温度为28/25℃,空气相对湿度为60%~70%。

太阳城集团第三步,不耐低钾烟苗的筛选

培养30天后,根据根长筛选出不耐低钾的单株,并将其分为三个等级,根长<0.5cm为第一类,根长在0.5~1.0cm为第二类,根长>1.0cm为第三类,分别移栽入苗盘中,供应常钾培养液,生长至6~7片真叶时移栽到大田。其中,常钾培养液为常钾培养基中不添加琼脂粉,其余成分相同。

本实施例中根据根长筛选不耐低钾的单株,根长可以准确测量,试验结果更加准确。

第四步,大田验证

于移栽后30d、40d、50d追施钾肥,每株5g,配置成溶液穴施于距离主茎20cm处,分别于移栽后80d、110d分单株选取第12叶位、第18叶位的叶片,110℃杀青,80℃烘干,称重磨碎过60目筛,盐酸浸提-火焰光度法测定钾含量,标记钾含量高的单株。

第五步,基因纯化

太阳城集团第四步标记钾含量高的单株收获种子,重复上述步骤,后翌年通过相同的方法种植再选,直至基因型纯合,同时测定烤后烟叶的含钾量。

本实施例中每组中单株第12叶位的叶片中钾含量分布情况、株数以及所占本组总数的百分比见表4。

太阳城集团表4单株第12叶位的叶片中钾含量分布情况、株数以及所占本组总数的百分比

每类选择四株长势一致具有代表性的烟,完整挖出根系,取根际土,测根系形态学参数、根系钾吸收相关指标,及根际根系分泌有机酸积累量。

太阳城集团其中,每列中数字之后的不同字母表示在0.05水平上差异显著。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同,不同之处是,

太阳城集团第二步,播种培养的具体过程为:

将第一步处理后的种芽播种于常钾培养基上,放入人工气候室中培养,白天光照为350μmol photons·m-2·s-1,夜间光照为0,光暗周期为14/10h,昼夜温度为28/25℃,空气相对湿度为60%~70%,培养10天后,移栽到无钾培养基上,每盘两行,根向上倒立放置。

第三步,不耐低钾烟苗的筛选

太阳城集团培养20天后,观察弯根状况,根据弯根长和植株大小筛选出不耐低钾的单株,并将其分为三个等级,尚未出现弯根的为第一组,弯根<1cm的为第二组,弯根长>1.0cm为第三组,分别移栽入苗盘中,供应常钾培养液,生长至6~7片真叶时移栽到大田。

本发明富钾烟草品种选育方法的原理为富钾品种吸收钾素能力强,具有较大的Vmax值,但是不耐低钾,Cmin值较高,富钾烟草突变体在低钾培养基上生长后,很快就处于缺钾状态,影响根系生长发育,出现缺钾症状,所得缺钾单株再经过大田验证,即可得到富钾烟草突变体。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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