非硝酸盐还原细菌K18 降低TSNA 机理的初步研究

对21 株烟草内生细菌还原硝酸盐和亚硝酸盐的能力进行检测,验证了非硝酸盐还原细菌K18 的内生性,并鉴定 为嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)。结果表明,用K18 菌株对烟草进行移栽前浸根、团棵期喷施、旺长期喷施及采前喷施处理,可有效降低烟叶中TSNA 含量,降低程度与烟草品种有关。温室中TSNA 的降低作用与烟叶的细菌数量相关,K18 处理的云烟87,团棵期和旺长期烟叶细菌数量增高,TSNA 分别降低23.7%和9.1%;云烟87 和TN86 经K18 处理后,NN 降低百分率最高,而且对TN86 各组分的降低百分率高于云烟87。对于大田栽培的云烟87,旺长期喷雾和浸根处理可显著降低烟叶中TSNA 含量,与清水对照比较,分别使TSNA 含量降低了50.1%和39.6%。对于大田栽培的TN86,旺长期喷雾、调制期喷雾和浸根处理使烟叶中TSNA 含量分别降低52.6%, 51.1%和44.7%。     

利用细菌降低白肋烟叶TSNA

在晾烟中,人们认为TSNA是由烟叶调制期间硝酸盐经微生物还原形成的亚硝酸盐与烟草生物碱反应形成的。由此考虑可以通过利用反硝化细菌减少烟叶中的亚硝酸盐来抑制TSNA的形成,使亚硝酸盐还原为氮,以及可以利用TSNA分解细菌减少调制后烟叶中已有的TSNA。本实验利用来自烟草植株的2种细菌对TSNA含量的影响进行了研究。使用反硝化细菌中的一种名为Agrobacteriumradiobacter LG77的隔离种群分3次喷洒在白肋烟烟叶上,喷洒时间分别是烟叶收获后立即喷洒,收获3 d后和收获8 d后喷洒,然后进行调制。用未经细菌处理的调制烟叶组作为对照。与…     

烟草特有亚硝胺及其前体物研究进展

综述了烤烟烟叶中烟草特有亚硝胺及其前体物的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为生产优质低害的烟叶提供参考依据。      

烟叶中烟草特有亚硝胺(TSNA)的研究进展

烟叶中烟草特有的亚硝胺（TSNA）已成为目前世界烟草研究的重点领域之一，笔者综述了近几十年来国内外有关烟草特有亚硝胺的研究进展，阐述了烟草特有亚硝胺的形成、危害及各种影响因素，分析了各种检测方法，并进一步对如何降低烟叶中的烟草特有亚硝胺作了详尽探讨。     

细菌对白肋烟叶片硝酸盐、亚硝酸盐和烟草特有亚硝胺含量的影响

在不同年份,于采收前一天,对白肋烟品种TN86进行细菌(WB5)喷洒处理,检测晾制期间烟叶TSNA、硝酸盐、亚硝酸盐含量变化。结果表明:TSNA与硝酸盐、亚硝酸盐的变化,两年中表现出相似性。在晾制的前期,TSNA含量比较低且变化幅度较小,晾制中期,TSNA含量都比较高,在晾制末期,喷洒处理的烟叶中TSNA含量都有明显的降低,其中:2003年比同一时期自然条件下烟叶中TSNA含量降低81.32%;2004年比同一时期自然条件下烟叶中TSNA含量降低了68.80%;4种TSNA及其总量与亚硝酸盐都存在着显著的相关性,晾制期间烟叶用WB5的菌量与硝酸盐含量没有显著相关性,与亚硝酸盐、NNN和总TSNA存在着显著的负相关性。     

不同产地和品种白肋烟烟草特有亚硝胺与前体物关系

收集了我国4个白肋烟产区33份白肋烟晾制后上部叶样品,并以美国、马拉维样品为对照,测定了烟草特有亚硝胺(TS-NA)、生物碱和硝酸盐含量,以揭示TSNA含量与前体物之间的关系。结果表明,四川达州和云南宾川白肋烟TSNA含量水平较低,分别与美国和马拉维相当,不同产区间NNN和总TSNA含量差异较大,NNK、NAT和NAB含量差异相对较小。烟碱转化导致降烟碱含量升高是造成国内一些产区NNN和总TSNA含量较高的主要原因,随着总TSNA含量的增加,NNN所占比例增大。烟叶降烟碱含量、烟碱转化率与NNN和总TSNA含量呈极显著的正相关关系。NNK、NAT、NAB含量与硝酸盐含量呈显著正相关,同一产区不同烟叶样品NNK含量与硝酸盐含量呈极显著的正相关。品种间比较可知,鄂烟1号和鄂烟3号烟碱转化率较高,是导致其TS-NA含量升高的主要原因。     

白肋烟烟叶含水率与高温贮藏过程中TSNA形成的关系

对不同含水率的白肋烟烟叶进行高温贮藏试验,并分别向高含水率和低含水率烟叶添加硝酸盐和亚硝酸盐后高温贮藏,测定贮藏前后烟叶的TSNA含量。结果表明:1)经45℃高温贮藏15 d后,含水率越高的烟叶,TSNA含量越低,含水率超过17.5%后趋于稳定。2)细化梯度试验中,低含水率烟叶经45℃高温贮藏15 d后,随着烟叶含水率从7.7%增加到15.3%,四种TSNA含量和TSNA总量逐渐降低,烟叶含水率高于15.3%后,TSNA总量趋于稳定。3)添加亚硝酸盐再经60℃高温贮藏15 d的高含水率烟叶和低含水率烟叶TSNA含量均大幅度增加,而添加硝酸盐的高含水率烟叶处理TSNA含量增幅较小,低含水率烟叶处理TSNA含量增幅很大,所以低含水率烟叶硝态氮比高含水率烟叶硝态氮更易生成亚硝酸等氮氧化物是造成高温贮藏过程中TSNAs大量形成的主要原因。研究认为,在保证烟叶不霉变的前提下适当增加贮藏湿度有利于减少贮藏过程TSNAs的形成。     

烟草调制过程中相关物质的测定

为提高烟叶有益成分,降低烟叶有害成分提供依据,采用相同的栽培调制技术,对不同的烟草品种进行了系统的对比研究,分别测定了7个烟草品种的鲜,干叶片厚度,重量和表面蜡质含量,并测定了这些样品在调制后的烟碱,次生物碱,硝态氮含量,烟草特有亚硝胺(TSNA)总量及NNN,NAT,NAB,NNK含量.     

烟碱向降烟碱转化对烟叶麦斯明和TSNA含量的影响

以白肋烟TN90为材料,研究了非转化株、低转化株及高转化株烟叶样品的烟碱转化程度及降烟碱含量与烟叶麦斯明和烟草特有亚硝胺(TSNA)含量的关系。结果表明,随着烟株烟碱转化能力的提高和烟叶降烟碱含量的增加,叶片和主脉的麦斯明含量呈线性增加。当烟碱转化率超过20％时,麦斯明含量超过了假木贼碱的含量。在4种主要的TSNA中,具有不同烟碱转化能力的样品间4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和N-亚硝基假木贼碱(NAB)含量没有显著差异,N-亚硝基降烟碱(NNN)含量则随着烟碱转化能力的提高和降烟碱含量的增加而大幅度升高,尤其在主脉中表现更为明显。NNN占总TSNA的比例随烟碱转化程度的提高而增加,在高转化烟株中可高达90％,其它3种TSNA占总TSNA的比例相应降低。叶片中NAT含量和比例一般高于NNK,而在主脉中NNK含量高于NAT。     

硝态氮含量对烟叶高温贮藏过程中TSNA形成的影响

为研究硝态氮含量对调制后烟叶高温贮藏过程中TSNA形成的影响,设计白肋烟田间施氮肥量试验、室内对烤烟烟叶添加不同浓度硝酸盐试验,并对白肋烟和烤烟的叶片和烟梗分别取样,得到硝态氮含量差异较大样品。将样品在高温(45℃)条件下贮藏15 d,以在低温(10℃)条件下贮藏作为对照,测定所有样品的硝态氮和TSNA含量。结果表明:烟叶中硝态氮含量与施氮量呈正相关;新调制的烟叶硝态氮含量与TSNAs相关性较小,在高温贮藏15 d后,其相关性显著增加,烟叶硝态氮含量与高温贮藏期间TSNAs的增加量呈显著正相关;白肋烟和烤烟均表现出烟叶主脉中的硝态氮含量远高于叶片,高温贮藏15 d后,主脉TSNA增加量显著高于叶片;在人工添加硝酸盐的试验中,随添加硝酸盐量的增加,烤烟烟叶硝态氮含量及高温贮藏后TSNA含量显著增加。以上说明硝态氮含量与高温贮藏过程中TSNAs的形成有密切关系,通过农业措施降低烟叶硝态氮积累是减少贮藏过程中TSNA形成的有效途径。     

不同氮素形态对烟草硝态氮含量和TSNA形成的影响

于2013 年设置盆栽试验研究不同硝态氮和铵态氮比例对白肋烟和烤烟硝态氮含量、常规化学成分及高温贮藏过程TSNA 形成的影响。结果表明:①白肋烟施用硝态氮肥比例越高,烟叶的硝态氮含量越高,高温贮藏后4 种TSNA 含量和TSNA总量也越高,晾制过程中硝态氮含量显著增加。在45℃条件下贮藏15 d 后的白肋烟四种TSNA 含量及其总量大幅高于低温贮藏烟叶,且TSNAs 的增加量均随硝态氮比例的增加而增加。②烤烟成熟过程和调制过程硝态氮含量则呈降低趋势,调制后各处理烟叶含有较低的硝态氮含量,烤烟烟叶硝态氮含量以及高温贮藏前后TSNA 含量与施用硝态氮比例无明显相关性,其中中部叶施硝态氮肥和铵态氮肥各50% 处理TSNA 总量最低,上部叶施100% 硝态氮肥处理TSNA 总量最低。③随着铵态氮比例的增加,白肋烟烟碱、总氮和蛋白质含量显著增加,烤烟化学成分变化缺乏规律性,但以施硝态氮肥和铵态氮肥各50% 处理烟叶的糖分含量较高,整体化学成分协调性较好。      

烟草特有的N-亚硝胺形成、积累及其影响因素

烟草特有的Ｎ－亚硝胺（ＴＳＮＡ）是一组只在烟草、烟制品及烟气中发现的致癌物质。它们形成的前体物是烟草生物碱、硝酸盐和亚硝酸盐。大田正常生长及成熟的青烟不含ＴＳＮＡ，是采收后在调制、贮存陈化过程中逐步形成和积累起来的。凡影响前体物质的因素，都会影响烟草ＴＳＮＡ的形成、积累和含量。可通过控制两种前体物质的各种途径来降低烟草ＴＳＮＡ。     

叶面喷施丙三醇对烟叶碳氮代谢及硝酸盐积累的影响

  目的  探索丙三醇对白肋烟碳氮代谢及其硝酸盐积累的调控机理,建立新的白肋烟增效减害调控技术。  方法  以白肋烟品种TN90和TN86为材料,设置不同丙三醇浓度试验,并在确定丙三醇最佳适宜浓度的基础上,设置高氮和低氮两个处理,研究丙三醇对烟叶生物量积累、氮代谢关键酶活性、主要碳氮化合物含量及相关基因表达情况的影响。  结果  1）在高氮和低氮水平下,喷施丙三醇15 d后,烟叶生物量分别增加10.20%和13.36%,氮素积累量和氮素利用效率分别增加10.21%、3.15%、6.81%和3.11%,烟叶总糖和还原糖含量分别升高了25.15%、32.84%、47.76%和44.57%,但7 d后烟叶硝酸盐含量下降了53.22%和59.67%;2）低氮水平下喷施丙三醇烟叶色素、可溶性蛋白质和两糖含量与高氮条件下不喷施丙三醇结果相近;3）基因表达分析表明,喷施丙三醇显著促进了光反应途径、碳固定途径、蔗糖合成和氮代谢途径关键基因的表达,与对照相比,基因CP12-2、PPC16和NPF7.3的表达量增加0.5倍多。  结论  丙三醇能够提高烟叶碳氮代谢能力和氮素利用效率,提高烟叶碳水化合物含量和降低烟叶硝酸盐积累量,减氮配合喷施丙三醇是降低烟叶硝酸盐积累的有效途径。      

不同产区晒红烟烟草特有亚硝胺(TSNAs)含量分析

提高卷烟安全性,原料是基础,为探究不同产区晒红烟安全性,本实验采用高效液相色谱—串联质谱法（HPLC-MS-MS）对我国7个地方晒红烟主产区共77个样品的烟叶TSNA进行了定量检测和方差分析,并对TSNA各组分进行简单相关分析。结果表明:我国不同产区晒红烟烟叶TSNA含量存在显著的差异,烟叶总TSNA（TSNAs）含量分布在0.463—66.236μg/g之间,不同产区从低到高顺序为贵州<湖南、吉林和四川<山东和江西<浙江。晒红烟TSNA中NAT所占的比例最高,平均占54.145％。烟叶中的TSNA各组分之间均为极显著正相关。从提高卷烟安全性角度考虑,贵州、湖南和吉林产区的晒红烟样品因烟叶中的TSNA含量较低,烟叶安全性高,较适宜作混合型卷烟的原料。      

长期定位施肥对土壤有效氮含量及烤烟生长和产质量的影响

以福建三明长期定位施肥植烟土壤为材料, 研究了施用饼肥并结合稻草回田等处理对土壤有效氮变化和烟株生长、烟叶产、质量的影响。结果表明, 烟田中施用饼肥可以促进烟株吸收累积养分, 提高烟叶质量。施用饼肥结合稻草回田可以改善土壤微环境, 提高养分有效转化速度和效率, 土壤有机氮分解变化更符合烟株生长需求。本试验还表明, 土壤中氮含量变化以硝态氮含量变化为主, 铵态氮的含量较低, 且变化幅度较硝态氮小。     

白肋烟烟叶氮同化能力及其对硝酸盐积累的影响

为明确白肋烟烟叶硝酸盐积累的主要原因,以烤烟为对照,研究白肋烟硝酸盐同化作用及其对硝酸盐积累的影响。结果表明:增施5倍氮素后,白肋烟较烤烟干物质积累量与烤烟相近;在相同供氮条件下,白肋烟烟叶硝酸盐含量较烤烟高103.36%,但氮素积累量,硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,色素和总糖及还原糖含量,NH₄-N和可溶性蛋白质含量,基因GDHA_1、GS1、NIA1和NIA2表达水平均较烤烟低,氮还原同化能力弱。由相关性分析得出,烟叶硝酸盐含量与氮还原同化酶活性和两糖含量均呈现负相关,相关系数达极显著水平;可溶性蛋白质含量与氮还原同化酶活性和两糖含量均呈现正相关,相关系数达极显著水平。氮还原同化能力弱和能量物质供应不足是引起白肋烟硝酸盐积累的主要原因。      

氮用量对烤烟叶片TSNA前体物含量及硝酸还原酶活性的影响

通过大田试验,进行了不同氮用量对烤烟叶片TSNA前体物含量及硝酸还原酶活性的影响研究。结果表明,以施纯氮52.5kg/hm2 处理的烟碱、降烟碱、硝酸盐和亚硝酸盐含量适宜,游离烟碱/总烟碱较施纯氮37.5kg/hm2 和82.5kg/hm2处理有所增加,有利于改善烟叶吃味,提高卷烟安全性。      

烟草类型及贮藏环境对烟叶氮氧化物形成的影响

为明确烟草类型及贮藏环境对烟叶氮氧化物形成的影响,利用真空干燥器设置了密闭的环境,检测和分析了不同烟叶类型、贮藏温度和时间及含水率条件下环境中气态NOx（Nitrogen oxides）含量的差异。结果表明:贮藏过程中烟叶形成的氮氧化物以NO为主。相同的贮藏条件下,白肋烟产生的NOx浓度高出烤烟约9倍。当贮藏温度从10℃提高到50℃,处理48 h后白肋烟样品产生的NO和NO₂浓度逐渐升高。白肋烟经过50℃贮藏2 h后,即可检测出NOx,且随着处理时间的延长NOx的浓度不断增加。相同贮藏温度下,含水率高于18%的烟叶产生的NO和NOx浓度与含水率11.03%和12.29%相比显著降低;烟叶隔离加入活性炭后,烟叶贮藏环境中的NOx浓度显著降低。研究表明,贮藏环境控制可以抑制和减少烟叶本身氮氧化物的产生,从而减少贮藏过程中烟叶TSNA的形成。      

氮素形态对白肋烟特有亚硝胺的积累、烟叶品质、产质量等影响的研究

试验表明,施N量中以50% NO₃--N的处理,白肋烟特有亚硝胺(TSNA)含量最低,烟叶品质最好;施75% NO₃--N次之;施0%、25%、100% NO₃--N时,TSNA含量远远高于50%和75% NO₃--N的处理,且以0% NO₃--N时烟叶品质最差。不同N形态对干物质积累影响较大,且作用顺序为60~80 d > 80~96 d > 40 d前;单产随NO₃--N比例的增加呈下降趋势,而产值、均价、上中等烟则随NO₃--N比例的增加呈上升趋势,当NO₃--N比例增至100%时,各指标都低于其它处理,而且后期易脱肥,晾制后叶薄色淡,品质下降;施100% NH₄+-N,中上部叶片成熟推迟,晾制后叶厚色深,产量增加而品质低劣。在当地施肥管理水平下,以施50%~75%的NO₃--N为宜。