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烟草以叶片为收获物,叶片中的烟梗难以利用,降低烟叶含梗率成为减少成本和提高卷烟效益的重要目标。现阶段对烟叶含梗率的研究主要是以环境、栽培和不同品种的差异分析为主,遗传因素对烟叶含梗率影响方面的研究较少。为了探讨烟叶含梗率及其杂种优势表现与基因差异表达的关系,为烟叶含梗率的改良和调控提供依据,本研究选用了含梗率差异较大的13个烟草材料为亲本,采用NCII遗传交配设计组配了个40杂交组合,在打顶前后对中部叶含梗率进行测定,探讨了烟叶含梗率的差异、变化趋势和杂种优势表现,对其配合力和遗传力进行分析。筛选出了杂种优势表现差异大的杂交组合,采用实时荧光定量技术,在基因层面分析了可能影响烟叶含梗率及其杂种优势基因的表达情况,初步明确了调控烟叶含梗率及其杂种优势的相关基因。主要研究结果如下:1、烟叶含梗率在各亲本、杂交组合间存在显著甚至是极显著差异,各材料在打顶前后烟叶含梗率表现趋势一致。含梗率较高的有K326(19.53%)、TN90(21.64%)、巴斯玛(23.06%)和韭菜坪2号(19.46%),较低的有青梗(13.04%)、毕纳1号(16.68%)、GDH94(15.45%)和湄潭大蛮烟(11.08%)。烟叶含梗率在打顶后主要呈上升趋势。各品种、材料间烟叶含梗率存在明显差异,表现出遗传多样性,说明改良烟叶含梗率的遗传资源丰富。2、含水率对含梗率的影响分析:烟样杀青烘干后测定各吸潮时期烟叶含梗率,结果表明在烟叶含水率逐渐升高的过程中,含梗率变化趋势平缓,与含水率变化无明显规律,以K326为例,各吸潮时期烟叶含水率呈显著性差异,但各吸潮时期的烟叶含梗率差异并不显著,其他材料也是如此。说明杀青处理的烟样的含水率对含梗率没有影响,可考虑缩短含梗率的吸潮时间以提高研究效率。3、配合力和遗传分析结果显示,烟含梗率的广义遗传力为96.11%,说明该性状是由表现型选择基因型;烟叶含梗率的狭义遗传力(72.32%)较高,GCA方差(75.25%)大于SCA方差(24.75%),说明烟叶含梗率主要由基因的加性效应控制,但也有非加性效应的作用。不同亲本间烟叶含梗率的GCA相对效应值呈显著或极显著差异。其中,GCA效应正向值较大的是南江三号(17.23)和巴斯玛(12.82);GCA效应负向值较大的是湄潭大蛮烟(-21.15)、青梗(-15)、GHD88(-7.34)和NC82(-5.29),这4个材料具有较强的低含梗率遗传传递力。SCA负向效应值较大的是GDH94×TN90(-11.63)、G70×巴斯玛(-10.88)、G70×青梗(-9.19)、NC82×南江三号(-8.93)和VA116×韭菜坪2号(-8.85),这些组合具有在烟草生产中直接利用的潜力。4、对强弱优势杂交组合材料进行筛选,各杂交组合间中亲优势差异明显,比较打顶前后的中亲优势数值,筛选出两个时期强弱中亲优势趋势一致的组合进行基因差异表达分析。GDH94×湄潭大蛮烟(5.11%)和GDH94×毕纳1号(10.86%)的中亲优势最高;VA116×南江三号(0.66%)和NC82×韭菜坪2号(0.72%)的中亲优势最弱;K326×TN90(-14.64%)和VA116×湄潭大蛮烟(-19.16%)的中亲优势最低。采用上诉材料进行相关基因的差异表达分析。5、对不同杂交组合间7个相关基因的相对表达量进行逐一分析,同一基因在不同杂交组合间的相对表达量存在差异,Cp SRP43基因在GDH94×毕纳1号中相对表达量最高,是双亲平均表达量的22.14倍,在VA116×南江三号中相对表达量最低,是双亲平均表达量的0.15倍。在负向中亲优势组合中,GD 3、VOC1、GRF1、LNG1和Cp SRP43基因的相对表达量都很少,这些基因的低表达量可能与负向中亲优势形成有关。对烟叶含梗率杂种优势与相关基因的差异表达相关性进行分析,7个基因间存在相关性,其中,LNG1基因和GRXC9基因的相对表达量呈显著正相关,Cp SRP43基因和LNG1基因的相对表达量呈显著正相关,Cp SRP43基因和GRXC9基因的相对表达量呈显著正相关,推测这3个基因之间可能存在互作关系。7个基因相对表达量与含梗率杂种优势都表现为正相关,其中,VOC1基因的相对表达量与含梗率杂种优势呈显著正相关;Cp SRP43基因的相对表达量与含梗率杂种优势呈显著正相关。说明这两个基因正向调控了烟叶含梗率杂种优势的形成。