烟草品种纯度鉴定技术研究进展

研究进展 09种子科学与工程龙翔元20090157 烟草品种纯度鉴定技术 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 前言 目前 在种子纯度鉴定技术方面已开展了大量研究 尤其在小麦 杂交水稻等作物中已形成较成熟的鉴定方法 而在烟草种子纯度鉴定方面国内外也开展了研究 随着我国烟草育种科研的不断发展 越来越多的优良烟草品种被选育和引进 我国烟草品种单一的状况有了明显改善 而优良品种的生产潜力很大程度上依赖于种子质量 同时 种子的真实性和纯度是评价种子质量优劣的重要指标 因此烟草种子的纯度无疑成为了其质量的重要指标 其纯度的下降最终将导致烟叶产量和质量的降低 所以建立一套简便 快捷 经济 准确的种子纯度检测技术体系成为了规范烟草种子市场和促进我国烟草产业发展的迫切需要解决的问题 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 目前烟草种子纯度鉴定方法 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 1 田间鉴定 田间鉴定是以田间种植期间形态特征和生物学特性为依据进行鉴定 主要有苗期鉴定和田间小区种植鉴定 是目前品种纯度鉴定的主要方法 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 1 1苗期鉴定 根据烟草不同品种在苗期的不同性状进行鉴别 供鉴定用的性状主要有叶形 叶色 叶耳 叶片数 叶脉 茎叶角度 生长势 株高等 苗期鉴定可用于不同类型烟草 如普通烟草与野生烟草 间以及差异较大的品种间的鉴定 相同类型内多数品种的苗期性状差异不明显 苗期鉴定只作为初步的鉴定结果 还需进行田间小区种植鉴定 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 1 2田间小区种植鉴定鉴定 田间小区种植鉴定是目前烟草品种纯度鉴定使用的方法 方法 从送检的烟草种子中随机取一定数量的种子 选择气候环境适宜 土壤肥力均匀 前茬一致的田块种植一个小区 分两次重复 每重复均设标准种子作对照 整个生育期栽培管理措施一致 根据品种的主要农艺性状主要在团棵期 现蕾期和中心花开放期参照标准品种植株逐一鉴定 找出不符合本品种典型性状或具有显著变异的植株 根据田间调查结果 计算该样品的纯度 该方法是鉴定烟草种子真实性和测定品种纯度相对可靠 准确的方法 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 以上两种方法具有适用范围广 简单易行的优点 但也存在所需费用高 周期长的问题 特别是小区种植鉴定 需5 7个月才能完成 并且许多性状受栽培技术及环境因素的影响 其结果会产生偏差 同时鉴定者的观测经验也制约着鉴定结果的准确性 因此不少研究者致力于室内种子纯度鉴定技术的研究 在玉米 小麦 水稻 蔬菜等作物种子鉴定研究中取得较大进展 近年来烟草也开展了种子纯度室内鉴定方法的研究 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 室内鉴定 作物种子纯度室内鉴定方法主要有以下几种 形态鉴定生化鉴定 同工酶电泳 蛋白质电泳DNA分子标记鉴定 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 1形态鉴定 根据种子形态特征 借助放大镜 解剖镜等逐粒仔细观察 这是一种最简单且快速的室内纯度鉴定方法 在水稻 小麦等作物中已有应用 烟草种子较小 但种子的大小 形态 色泽 种皮花纹等外部形态仍存在一定差别 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 1形态鉴定 普通烟草的种子长350 600 宽250 350 千粒重为6 26mg 黄花烟种子较大 其长度为500 宽度在400 以上 千粒重为普通烟草种子重量的3倍以上 烟草种子形态有圆形 肾形 椭圆形等 色泽有棕色 黄色 褐色等 烟草种子种皮花纹要借助电镜才能辨别 不同成熟时期种子种皮花纹的激光共聚焦显微观察 发现种子表面花纹在各时期较稳定 可作为品种鉴定的依据 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 1形态鉴定 此方法适用于种子形态有特异性的品种的鉴定 但对品种间形态差异较小的品种很难区分 并且种子成熟度 环境条件都会使其形态特征发生变化 准确性不高 由于烤烟品种的培育以常规杂交育种为主 注重主体亲本的利用 造成育成品种遗传基础狭窄 单从形态上区分众多品种相当困难 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 2生化鉴定 生化鉴定是20世纪80年代发展起来的种子纯度鉴定技术 是在分子水平上对具有不同遗传特性的种子予于鉴别 它是一种近年来发展较快 应用面广 准确性高的种子纯度鉴定方法 包括同工酶电泳 蛋白质电泳 高效液相色谱等方法 其中同工酶和蛋白质电泳技术在纯度检测中应用广泛 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 2 1同工酶电泳 同工酶是具有相同催化功能而结构及理化性质不同的酶 其结构的差异来源于基因型的差异 是基因表达的比较稳定的功能蛋白质 具有高度的专一性和高效性 用于品种纯度度鉴定的主要有酯酶同工酶 过氧化物同工酶等 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 2 1同工酶电泳 同工酶技术已开始在烟草品种纯度鉴定 分类 遗传分析等方面的研究 优点 简便 快速 分辨力高等缺点 同工酶多是从植株或幼苗中提取 需一定的鉴定周期 许多酶的提取和电泳所需条件严格 易失活 通过有限种类酶谱分析难于鉴定细小差异 遗传关系比较近似的品种间难以找到较大的多态性 而且可利用同工酶非常有限 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 2 2蛋白质电泳 蛋白质电泳技术从种子中提取蛋白质 周期短 用于检测的种子蛋白质主要是种子的贮藏蛋白质 如醇溶蛋白 清蛋白 球蛋白和谷蛋白等 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 2 2蛋白质电泳 烟草蛋白质电泳技术研究起步较晚 不同研究者对蛋白质电泳技术在种子鉴定中的作用看法不同 进行蛋白质电泳鉴定时 除了电泳条件的适当选择外 试验材料的采集也直接影响了鉴定的准确性 另外对于某些遗传组成非常接近的品种 不易找到特异蛋白 采用蛋白质电泳难以发现特征带 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 电泳技术是目前种子纯度鉴定中最适用的生化鉴定法 但仍存在一定的局限性 随着生物技术的发展 诞生了一系列DNA分子标记技术 给作物遗传育种研究带来了巨大的变化 同时也给种子纯度鉴定工作提供了一种解决问题的全新途径 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 3DNA分子标记鉴定 DNA分子标记是以生物体的遗传物质 即DNA分子的多态性为基础的遗传标记 用DNA分子标记方法鉴定种子纯度和真实性 就是利用品种之间稳定遗传的DNA分子的多态性来进行鉴定区别 由于DNA分子标记能够散布整个基因组 并能对多个至几十个基因位点同时进行标记 因此理论上能够区分种子在基因型上存在的任何微小差异 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 3DNA分子标记鉴定 DNA标记技术的应用使品种纯度的鉴定由传统技术进入分子水平 为品种纯度鉴定提供了准确 可靠的方法 目前用于作物品种鉴定的分子标记主要有 限制性片断长度多态性 RFLP 随机扩增多态性DNA RAPD 扩增片断长度多态性 AFLP 简单系列重复 SSR 等方法 RAPD是目前在烟草品种鉴别中应用最广泛的分子标记技术 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 2 3DNA分子标记鉴定 与其它方法相比 DNA分子标记技术多态性丰富 准确性高 重复性好 无器官发育时期的特异性 不受环境影响 但所需仪器精密 药品昂贵 程序复杂 离实际应用还有一定距离 烟草品种纯度鉴定技术研究进展 总结 作物种子纯度鉴定技术方法多样 并且现已由传统的形态学方法发展到分子水平 种子纯度鉴定的境界从宏观世界走向了微观世界 由耗时费力逐渐向快速简洁发展 而且鉴定的精度也日益提高 但是每一方法都存在着利弊 哪一种方法简便 快捷