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钾是植物生长发育必需的大量营养元素之一,在植物的生长、代谢、酶活性与渗透调节等方面发挥重要作用。当前,我国农田土壤普遍缺钾,植烟土壤钾素利用率低,烟叶含钾量难以得到大幅提升。烟叶含钾量的高低与烟叶品质密切相关,是衡量烟叶品质优劣的重要指标。研究表明,烟草的吸钾能力和烟叶含钾量存在基因型差异。在土壤普遍缺钾的实际情况下,致力于挖掘作物自身潜力,提高烟株钾素营养效率,以期培育高含钾量的烟草品种,是促进我国优质烟叶生产的可行途径。因此,本研究以92份烟草种质资源为研究对象,在我国烟草主产区之一的凉山州西昌市进行连续两年的大田试验,设置 K300（K20=300 kg/hm2,常规钾）与 K150（K2O=150kg/hm2,低钾）两个施钾水平,分析烟叶含钾量及品质相关性状的表型差异;同时,通过测序开发烟草基因组SNP分子标记,进行种质资源遗传多样性评价和遗传结构分析;在此基础之上,结合基因型与两种施钾水平下烟叶的含钾量及品质化学成分等相关性状进行全基因组关联分析。主要研究结果如下:（1）钾水平与烟草基因型共同影响烟叶含钾量。两种施钾水平下,烟草的含钾量在基因型间存在极显著差异。在两年试验中,K300水平下,上部叶含钾量为1.30%-3.62%和 0.]9%-2.48%（CV2014=20.34%,CV2015=36.16%）,中部叶为 1.37%-3.73%和0.69%-3.30%（CV2014=17.31%,CV2015=28.66%）,下部叶为 2.13%-4.65%和 0.75%-6.14%（CV2014=14.63%,CV2015=33.78%）;K150水平下,上部叶含钾量为 0.88%-2.80%和0.31%-1.77%（CV2014=20.18%,CV2015=27.18%）,中部叶为 1.24%-2.88%和 0.37%-3.09%（CV2014=15.81%,CV2015=32.92%）,下部叶为 1.69%-4.95%和 0.44%-3.68%（CV2014=20.34%,CV2015=27.70%）。常规钾水平下的烟叶含钾量高于低钾水平,其上、中、下部烟叶含钾量分别为低钾水平下的1.13、1.14、1.15倍（2014年）和1.10、1.25、1.35 倍（2015 年）。（2）两种施钾水平下,各化学成分含量也在不同基因型烟草间存在显著差异。在两年试验中,K300条件下,各叶位烟叶中的总糖、烟碱、还原糖、氯及总氮含量均值变化范围分别为 5.11%～29.31%、0.80%～3.48%、2.59%～14.71%、0.15%～0.49%、1.23%～3.26%,最高值分别为最低值的 5.74、4.35、5.68、3.27、2.65 倍;K150 条件下,其含量均值变化范围则分别为8.35%～29.59%、0.84%～3.61%、7.96%～13.97%、0.15%～0.28%、1.49%～2.43%;最高值分别可达最低值的 3.54、4.30、1.76、1.87、1.63 倍。（3）基于测序开发了烟草全基因组93685个SNP分子标记并应用于后续分析。烟草种质资源遗传多样性分析结果显示,供试群体的遗传多样性指数均值为0.41,整体遗传多样性较低。群体结构分析显示供试烟草群体中存在4个亚群结构,亚群间存在一定程度的基因交流。采用最佳线性无偏预测对烟叶含钾量进行估算,将其育种值与SNP分子标记在遗传分析的基础上进行全基因组关联分析,分别检测到与上、中、下部烟叶含钾量高度关联的信号各54、621、663个,分别关联到候选基因数目为45、490、527个,并发掘了 3个同时关联上、中、下部烟叶含钾量的SNP标记,基于这3个标记关联到6个候选基因,通过比对注释分析,其与烟草的生长发育及抗逆性相关。（4）通过全基因组关联分析,分别检测到两种施钾水平下与烟叶氯、烟碱、还原糖及总糖等性状显著关联的2130个SNP标记,关联到共1433个候选基因并进行基因功能注释。分析发现,同时关联到烟叶氯、还原糖、总糖的候选基因1个;同时关联总糖分别与还原糖、总氮、氯的候选基因为1、418、1个。其中,标记chrNW015945306.128081同时与下部叶和中部叶中的氯含量相关,其解释表型变异率高（R2=48.90～68.92）;标记 chrNW015929377.1119905 同时与还原糖（R2=0.01）和总糖（R2=0.57）性状关联,表明还原糖与总糖之间存在遗传连锁关系或是一因多效。通过对关联品质化学成分性状的候选基因注释信息的比对解读,查找到相似基因或同源基因,发现多数候选基因参与植物的生长发育、信号转导、抗寒抗旱等逆境胁迫抗性相关方面的调控代谢网络机制。