CN102577843A - 一种利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法，其特征在于：将普通烟草作为接穗，黄花烟草作为砧木进行嫁接，嫁接得到的新烟株具有黄花烟草根系富集Cd的能力，降低Cd向地上部的转运，减少Cd向烟叶中的迁移，从而降低Cd在烟叶中的积累量。与现有的烟叶重金属含量控制技术相比，本发明所述的方法有以下特点：1.降低烟叶中Cd含量效果明显。2.不需要向土壤中添加外源物质，避免了造成土壤二次污染和改变土壤生态环境的风险。3.嫁接在烟草育苗期一次性完成，避免了现有方法需要在烟草大田生育期进行多次操作带来的费时费工问题。4.本发明所得烟株为非转基因植株，不受到转基因技术应用限制的影响。

Description

一种利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法

技术领域

本发明涉及一种控制烟叶重金属的技术，尤其是利用嫁接技术控制烟叶Cd含量的方法。该方法为控制烟叶中Cd含量提供了一种新的途径，尤其为土壤重金属背景值较高的烟区进行烟叶安全生产提供一种低成本、易操作的技术选择。

背景技术

烟叶中重金属主要来源于土壤，目前控制土壤中重金属向烟叶的迁移是控制烟叶重金属的主要途径。主要方法有：1.土壤重金属固化。此方法是通过向土壤中施用一些土壤修复剂如石灰、粘土矿物、有机质以及人工合成修复剂等，改变土壤中重金属的赋存形态，降低土壤中重金属的迁移性和生物有效性，以此达到降低植物中重金属含量的目的。缺点是土壤固化剂使用后其有效性时间较短，需要连续使用，同时大量使用土壤固化剂对土壤性状和土壤生态环境改变所导致的后果尚不清楚，需要长时间的实验验证。2. 转基因技术。利用基因工程手段把编码金属硫蛋白（ＭＴ）、拟南芥阳离子交换蛋白（AtCAX）等的基因导入烟草，获得抗重金属Cd的转基因烟草在实验室和大田均表现出降低烟叶中重金属的现象。转基因烟草在控制烟叶重金属方面有着很好的发展前景，但是转基因烟草的安全性还存在着不确定因素、非预期效果和长期效应，其真正应用于烟叶生产还需要更多的验证。

目前人工栽培的烟草主要有普通烟草（N.tabacum）和黄花烟草（N.rustica）两个种，两者在镉富集特性上有显著的差异：施加Cd处理时，普通烟草在叶片中富集较大浓度的Cd，而黄花烟草倾向于积累较大比例的Cd于根系中。嫁接是植物繁育的一种重要方法，通过嫁接既能保持接穗品种的优良性状，又能利用砧木的有利特性。但目前尚未发现通过嫁接技术在降低烟叶中有害物质方面的应用。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术的状况，而提供的一种利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法，该方法基于黄花烟草和普通烟草在镉积累特性上的差异，利用嫁接技术保持接穗品种优良性状的特点，将普通烟草品种作为接穗，黄花烟草品种作为砧木进行嫁接，获得的嫁接烟株具有普通烟草品种自身的性状，同时具有黄花烟草根系对重金属镉的积累特性，从而大幅减少镉向烟叶中的迁移，起到控制烟叶中镉含量的作用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法，是将普通烟草作为接穗，黄花烟草作为砧木进行嫁接，嫁接得到的新烟株具有黄花烟草根系富集Cd的能力，降低Cd向地上部的转运，减少Cd向烟叶中的迁移，从而降低Cd在烟叶中的积累量。

该方法具体步骤如下：

(1) 砧木和接穗种子同时播种育苗，育苗方法选用烟草漂浮育苗技术育苗；

（2）嫁接日期选择砧木和接穗苗龄45天左右，砧木茎秆5-8cm，茎秆直径0.4-0.6cm，接穗茎秆2-4cm，直径0.4-0.6cm左右；

（3）嫁接方法采用劈接法，去除砧木的生长点，将其茎杆纵轴用刀片从上而下劈深约1-1.5cm；接穗去除部分较大地叶片，在近子叶节处两边各削一刀，刀面长度大约1-1.5cm，将削好的接穗插入劈口，使砧木与接穗削面平整对齐，用嫁接夹固定或用塑料薄膜条带捆扎结实；

（4）嫁接后的烟苗注意遮光，保温、保湿；嫁接苗3-5天后伤口愈合，7-10天后拿掉嫁接夹或解除绑条，15天左右嫁接成活的烟株茎高达到8-10cm，茎杆直径达到0.6-0.8cm。按照生产中漂浮育苗烟苗移栽方法移栽大田生长。

普通烟草可选用烤烟品种和白肋烟品种，黄花烟草选用野生种N.rustica。

与现有的烟叶重金属含量控制技术相比，本发明所述的方法有以下特点：

1.降低烟叶中Cd含量效果明显。

2.不需要向土壤中添加外源物质，避免了造成土壤二次污染和改变土壤生态环境的风险。

3.嫁接在烟草育苗期一次性完成，避免了现有方法需要在烟草大田生育期进行多次操作带来的费时费工问题。

4.本发明所得烟株为非转基因植株，不受到转基因技术应用限制的影响。

具体实施方式

本发明以下结合实例测试实验效果：

实例1

试验方法：盆栽试验

供试品种：烤烟品种K326和黄花烟草品种N.rustica

嫁接方式：K326作为接穗，N.rustica做砧木

土壤Cd含量：1.12mg/kg

试验结果：如表1

结果分析：由表1知：嫁接苗K326/N.rustica各部位叶片中镉的含量均显著低于K326自根苗，而其根系中Cd含量却高于对照自根苗，两者叶片Cd含量平均值与根系Cd含量平均值的比值分别为2.7和7.6，烤烟嫁接烟株叶片平均Cd含量与对照自根苗相比下降36%。这表明通过与黄花烟草根系的嫁接，新烟株具有黄花烟草根系富集Cd的能力，减少了Cd向地上部的转运，降低了Cd在烟叶中的积累量。

实例2

试验方法：盆栽试验和营养液培养试验

供试品种：白肋烟品种KY14与黄花烟草品种N.rustica

嫁接方式：KY14作为接穗，N.rustica作为砧木；

KY14分别作为接穗和砧木自嫁

土壤溶液Cd含量：0.3μmol/l

营养液Cd浓度：3μmol/l

试验结果：盆栽试验(表2)和营养液培养实验(表3) 

结果分析：盆栽试验结果(表2)表明：在外源添加Cd污染使土壤溶液中Cd浓度为0.3μmol/l的条件下，KY14/N.rustica嫁接苗与KY14自根苗以及KY14/ KY14自嫁苗相比，将吸收的Cd更多的积累于根系中而在烟叶中积累的比例较小，三者Cd含量平均值的叶根比分别为，0.95、1.77和1.64。KY14/N.rustica嫁接苗叶片中Cd含量与KY14自根苗以及KY14/ KY14自根嫁接苗相比分别降低35.1%和15.9%。

营养液培养实验结果(表3)表明：KY14/N.rustica嫁接苗叶片中Cd含量显著低于KY14/ KY14自根嫁接苗，仅为后者的1/4.7。盆栽试验和营养液培养实验的结果表明KY14/N.rustica嫁接苗具有N.rustica根系富集Cd的能力，降低了Cd向地上部的转运，减少Cd在叶片中的积累。

以上结果表明，普通烟草通过与黄花烟草品种的嫁接，新烟株具有黄花烟草根系富集Cd的能力，能够显著降低普通烟草品种烟叶中Cd的含量。具体实验结果如下：

嫁接试验Cd含量测定结果

表1

注：同列数据后不同字母表示在0.05水平上的差异显著性，下同。

 

表2

表3

Claims (3)

1.一种利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法，其特征在于：将普通烟草作为接穗，黄花烟草作为砧木进行嫁接，嫁接得到的新烟株具有黄花烟草根系富集Cd的能力，降低Cd向地上部的转运，减少Cd向烟叶中的迁移，从而降低Cd在烟叶中的积累量。

2.根据权利要求1所述的利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

（1）砧木和接穗种子同时播种育苗，育苗方法选用烟草漂浮育苗技术育苗；

（2）嫁接日期选择砧木和接穗苗龄43-47天，砧木茎秆5-8cm，茎秆直径0.4-0.6cm，接穗茎秆2-4cm，直径0.4-0.6cm；

（3）嫁接方法采用劈接法，去除砧木的生长点，将其茎杆纵轴用刀片从上而下劈深约1-1.5cm；接穗去除部分较大地叶片，在近子叶节处两边各削一刀，刀面长度1-1.5cm，将削好的接穗插入劈口，使砧木与接穗削面平整对齐，用嫁接夹固定或用塑料薄膜条带捆扎结实；

（4）嫁接后的烟苗注意遮光，保温、保湿；嫁接苗3-5天后伤口愈合，7-10天后拿掉嫁接夹或解除绑条，13-17天嫁接成活的烟株茎高达到8-10cm，茎杆直径达到0.6-0.8cm；按照生产中漂浮育苗烟苗移栽方法移栽大田生长。

3.根据权利要求1所述的利用嫁接技术降低烟叶中Cd含量的方法，其特征在于：普通烟草选用烤烟品种和白肋烟品种，黄花烟草选用野生种N.rustica。