[发明专利]一种诱导烟草烟碱提前转化方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及烟草种植和育种领域，特别是一种诱导烟草烟碱提前转化方法及其应用，主要是通过诱导烟草烟碱提前向降烟碱转化，来进行烟草良种繁育过程中烟碱转化株的鉴定。

背景技术

烟草生物碱的组成和含量是烟叶品质的核心，对卷烟的生理强度、香味和有害物质的含量，特别是烟草特有的亚硝胺(TSNAs)有直接的影响。TSNAs存在于烟草和烟气中，主要包括N-亚硝基去甲基烟碱(NNN)，4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)，N-亚硝基假木贼碱(NAB)和N-亚硝基新烟碱(NAT)。正常情况下烟草生物碱以烟碱为主，烟碱占总生物碱的92％以上，降烟碱(去甲基烟碱，Nornicotine)含量低于总生物碱含量的3.5％。但在烟草群体中一些烟株由于基因突变会形成烟碱去甲基能力，烟碱脱去甲基转化为降烟碱，致使烟叶降烟碱含量异常增高，这些植株被称为烟碱转化株(现在国际上通用的转化株的定义是降烟碱占烟碱和降烟碱含量百分比大于5％的烟株)。降烟碱具有较大的不稳定性，一是极易发生亚硝化反应形成烟草特有的亚硝胺N-亚硝基降烟碱(NNN)。二是易发生氧化和酰化形成麦斯明和酰化降烟碱等挥发性成分，严重影响烟叶的香味。

由于烟碱转化是由显性基因控制，有加和性(Mann T J，Webrew J A.Inheritance of alkaloids in hybrids between flue-cured tobacco andrelated amphidiploids.Tob.Sci.1958，2：29～34；Wernsman E A，DavisD L，Beeson D.et al.Genetic instability at a nicotine to nornicotinelocus in burley tobacco and its consequences on secondary amine alkaloidsand TSNA′s.2000 CORESTA，Lisbon，Portugal)，烟草群体可积累一定比例的具有较高降烟碱含量的转化株，所以栽培品种的原始种必须定期进行转化株清除。美国规定降烟碱(区域实验和小区实验)不超过被测样品总生物碱的13％(王晓云，邓云龙，李红莺.国外烤烟育种概况.云南农业科技.1999，4：16～19)。我国存在烟碱转化问题。史宏志(史宏志，Bush L P，Wang J等.我国不同类型烟叶烟碱向降烟碱转化研究.中国烟草科学，2001(4)：6～8)对我国不同类型烟叶生物碱含量和烟碱向降烟碱转化的株间变异研究表明，白肋烟和沙姆逊香料烟降烟碱占总生物碱比例高，不同样品间变化幅度和变异性大，烟碱向降烟碱转化问题比较突出。

群体中的转化株必须在烟叶生长的早期阶段被鉴别和清除，以保证新品种选育和良种繁育中留取纯的非转化株进行繁衍。由于在外观形态上非转化株与转化株没有显著差异，所以目前还必须依靠化学分析测定每一植株的烟碱转化能力。转化株的烟碱转化主要是在烟叶调制过程中发生的，所以转化株的早期鉴别首先需要对转化株的烟碱转化进行刺激，以便早期表达转化性状。目前报道的有两种方法可刺激转化株的烟碱转化性状在绿叶中早期表达：(1)2-氯乙基膦酸。(2)碳酸氢钠处理。