烟叶衰老过程中类胡萝卜素代谢及相关基因表达分析

成熟叶片中类胡萝卜素含量与烟叶品质密切相关。为探究烟草叶片衰老过程中类胡萝卜素组分变化及代谢相关基因表达情况,本研究以普通烟草红花大金元为材料,采用液相色谱法测定不同发育时期烟叶中新黄质、叶黄质和β-胡萝卜素的含量;通过转录组数据分析结合实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法,分析烟草叶片衰老成熟过程中类胡萝卜素代谢相关基因的表达变化。结果显示,烟草进入成熟衰老期叶片中新黄质、叶黄质、β-胡萝卜素含量逐渐降低;类胡萝卜素合成基因GGPS、PSY、PDS、ZDS、CRTISO、LYCB和LYCE呈现下调表达,类胡萝卜素降解基因LOX、POD和CCD1呈现上调表达,PAL和PPO呈现下调表达。类胡萝卜素转化基因ZEP、NXS、NCED呈上调表达。类胡萝卜素合成相关转录因子基因ORANGE、HY5、COP1、DET1呈现下调表达,而MYB5b、Cry-2呈现上调表达。随着烟叶成熟衰老,类胡萝卜素合成减弱,而降解增强。研究结果为烟叶成熟衰老过程中类胡萝卜素代谢的分子调控及针对类胡萝卜素含量定向改良烟草品种奠定了基础。     

烟叶落黄过程中烟碱代谢规律及相关基因表达分析

为探究烟草叶片落黄衰老过程中生物碱组分变化及代谢相关基因表达情况,以红花大金元为材料,气相色谱-质谱联用法测定中部烟叶生物碱含量,利用已有的烟草叶片衰老转录组数据(RNA-seq),分析叶片衰老成熟期烟碱代谢相关基因的表达水平,同时实时荧光定量PCR验证基因表达。结果显示,烟草进入成熟衰老期,叶片中烟碱、去甲基烟碱、新烟草碱、麦斯明等生物碱含量逐渐升高,烟碱转运蛋白基因JAT1、NUP1,烟碱转化基因CYP82E2、CYP82E4,烟碱合成基因ADC1、ODC2、BBL2以及烟碱代谢调控基因COI1、JAZ1、MYC2、MYC3呈现上调表达,而调控基因MTHFR1下调表达。差异表达基因协同调控烟碱代谢过程,影响衰老叶片中的烟碱合成与积累。     

黑暗诱导烟草单个叶片衰老的研究

采用铝箔纸包裹的方法,对生长中的烟草单个叶片进行黑暗处理(DIS)。发现在处理第5d叶片明显变黄,叶片衰老标记基因CP1表达量开始明显增高;与黑暗诱导的离体叶片相比,黑暗诱导的生长叶片在叶绿素、可溶性蛋白、MDA含量以及SOD、POD酶活等指标上,呈现相似但较为平缓的变化趋势。该结果可为进行烟草叶片衰老研究提供理想的实验体系。     

成熟度对烟叶原料质量的影响

苏联国内外烟草生产的研究和实践表明,烟叶原料的品质是在土壤—气候条件、农业技术措施和采收后加工操作(主要是烟叶干制)的影响下形成的。烟叶原料的最重要的质量标志乃是烟叶的成熟度。工艺成熟烟叶的基本特征是身份重,延展性、弹性和韧性均强,中脉量小,香气足。这样的原料发酵后评吸结果良好。由未成熟烟叶所得的原料,碳水化合物的含量低,身份轻,由于含水量高而不耐贮藏,叶片粗糙,暗绿或褐绿,评吸结果低下。过熟的烟叶原料,虽然叶片颜色浅,但是身份轻,含水量低,脆性高,香气不足,吃味不丰满。全苏烟草所的研究结果确定,成熟度对变黄和干燥时的烟叶质量产生影响。表1(原文     

印度梨形孢对烟草抗旱性的影响

为探明印度梨形孢对烟草抗旱性的影响,采用聚乙二醇(PEG 6000)人工模拟干旱胁迫条件进行盆栽试验。在干旱胁迫下,测定了烟叶中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)的含量、叶片相对电导率以及干旱相关基因的表达量。结果表明:印度梨形孢能定殖于烟草根部,并促进烟草地上部和地下部的生长。在干旱条件下,根部接种印度梨形孢的烟草缺水症状较轻,与未接种印度梨形孢的烟草相比,其烟叶中Pro含量显著升高,MDA含量和叶片相对电导率显著下降,干旱相关基因RD29A、ERD10A、RD26A、SDIR1、HAT、ERD1和DREB2A的表达量均明显上升。印度梨形孢提高烟草的抗旱能力,是通过降低烟草细胞生物膜的损伤程度、增强烟草的抗氧化防御能力、促进细胞渗透调节物质Pro的积累以及上调干旱胁迫相关基因的表达实现的。     

三门峡烟区在烤烟调制中应用乙烯利

乙烯利是一种促使植物器官成熟、衰老的激素。人工合成的40%乙烯利用于烤房熏蒸烘烤烟叶,能促使叶绿素的分解,加速烟叶变黄。1984年以来,三门峡烟草分公司连续作了试验、示范和大面积推广应用,取得了良好效果。在1984年正常气候条件和1985年前旱后涝的气候条件下,两年试验示范用乙     

烟株发育过程中硝酸盐积累与调控的研究进展

烟草中的硝酸盐是有害物质烟草特有亚硝胺（TSNA）的前体物,烟叶叶片和主脉中硝态氮含量与烟叶调制和贮藏过程中TSNA形成密切相关,降低硝酸盐的积累是降低烟草TSNA和提高氮素利用率的重要途径,对优质低害高效烟叶生产具有重要意义。本文综述了烟叶硝酸盐积累机理与影响因素以及调控措施,并对下一步的研究和应用进行了展望,以期为烟草优质低害研究提供借鉴与参考。      

不同烘烤条件下烟叶色素降解规律的研究

以烤烟品种ＮＣ８９为试材，研究了不同烘烤条件下烟叶的变黄指数和叶片色素含量的变化。结果表明，随着烟叶变黄时间的延长，烟叶的变黄指数逐渐增大，达到最大值后则趋于稳定；烟叶中叶绿素降解速度呈现出变黄前期降解缓慢，中期加快，后期又变慢的规律性。不同处理相比，以三段式烘烤工艺烟叶中的叶绿素降解最为充分，烤后烟叶品质最好。     

打顶时期对不同烤烟品种烘烤特性的影响

通过测定烤烟烟叶烘烤特性的相关指标,研究了打顶时期对烘烤特性的影响及品种间的差异。结果表明,适当推迟打顶能促进烟叶烤前和烘烤过程中叶绿素和类胡萝卜素的降解,降低含水量,提高失水速率,使丙二醛含量上升和多酚氧化酶活性降低,使烤后烟叶黄烟比例上升。烟叶易烤性和耐烤性均增加。但打顶时间过晚,烟叶质体色素含量过低,失水和衰老速度过快,使烟叶变黄失调,易出现黑糟烟,对改善烘烤特性不利。品种的差异是影响烟叶烘烤特性和确定打顶时间的重要因素。     

生长和烘烤过程中烟叶抗性淀粉含量的变化

为降低烤后烟叶淀粉含量（质量分数）和调控烟叶抗性淀粉的合成,以云烟87为试验材料,分析了烟叶抗性淀粉含量的变化趋势、抗性淀粉含量与直链淀粉含量的相关性以及烟叶淀粉合成相关基因的表达量。结果表明：在烟草生长发育过程中,烟叶总淀粉、抗性淀粉含量整体呈上升趋势,其中烟草生长发育中后期是抗性淀粉积累的主要时期。烟叶抗性淀粉含量与直链淀粉含量呈极显著正相关（r=0.992**,P<0.01）;在烘烤过程中,变黄期是烟叶中抗性淀粉和非抗性淀粉降解的主要时期。烘烤过程中抗性淀粉的降解比例较低,烟叶抗性淀粉和直链淀粉含量呈显著正相关（r=0.918*,P<0.05）;在烟草生长发育过程中淀粉合成相关基因AGPS2、AGPS3、AGPL、SS2、SBE1、ISA3、GBSS和SBE2的表达量基本呈现稳定或持续增加的趋势,其中GBSS和SBE2基因的表达量变化趋势与直链淀粉和抗性淀粉含量的变化趋势一致。GBSS1和SBE2可能是调控直链淀粉和抗性淀粉含量的关键基因。     

烟草重要基因篇:14.烟草类黄酮合成相关基因

类黄酮是烟草中普遍存在的多酚化合物,是烟草重要的致香前体物质,其合成代谢是烟草香气物质形成的重要途径。对近年来烟草类黄酮合成相关基因的研究进展进行了综述,并展望了其在烟草中调控重要基因表达和提高烟叶品质中的应用潜力。     

雪茄烟叶调制及发酵技术研究进展

调制和发醇是决定雪茄烟叶质量和制成品品质的重要生产环节。与烤烟相比,雪茄烟叶的调制过程更为温和,微生物对雪茄烟叶最终品质的形成具有更为重要的作用。本文综述了雪茄烟叶调制及发醇研究进展,认为应当利用基因组学、代谢组学等技术深入研究微生物在雪茄烟叶调制和发醇中的作用。      

烟叶中致香成分前处理与检测方法研究进展

烟叶致香成分是评价烟叶品质的重要指标,通过研究烟叶陈化过程中的致香成分种类和含量的变化,监控烟叶质量以及掌控烟叶陈化的最佳时期,提高经济效益。烟叶致香成分众多、组分复杂、含量低,采用合适的前处理方法和分析检测方法尤为重要。本文简要介绍了烟叶致香成分及其陈化过程中致香成分的变化,重点从前处理、分析检测、化学计量学辅助分析等方面综述了烟叶中致香成分分析的研究进展,比较了同时蒸馏萃取、固相微萃取、液液微萃取等前处理方法,气相色谱、气相色谱-质谱、全二维气相色谱-飞行时间质谱等分析检测方法的原理、优点和不足。最后,总结了烟叶中致香成分分析的发展趋势。     

不同品种烤烟衰老期碳氮代谢及相关基因表达的差异分析

  目的  研究不同品种烤烟叶片衰老期碳氮代谢及相关基因表达的差异及关系。  方法  以田间成熟落黄表现不同的4个烤烟品种中部叶为材料,分析叶片成熟衰老过程中质体色素、碳氮代谢中间产物含量的变化,检测了相关基因的表达量。  结果  ① 豫烟10号叶片叶绿素和类胡萝卜素的含量较低,并随着叶龄的增加降低的幅度最大,CCD表达量较高,NC89的降低的幅度较小,含量较高,CCD表达量较低。②叶片淀粉含量在叶龄50~60 d时达到峰值后开始下降,从峰值到叶龄70 d,降幅较大的豫烟10号（38.65%）,淀粉合成相关基因GBSS1和SBE的表达量相应较低,总糖和还原糖含量从峰值至叶龄70 d也表现较大的降幅。③ NC89的淀粉、总糖、还原糖和总碳含量均相对较高,云烟87和K326的碳代谢指标则居豫烟10号和NC89之间。④豫烟10号叶片成熟衰老过程中总氮、碳氮比、烟碱含量显著低于NC89,这与豫烟10号氮素转移相关的GS1-3基因表达量在叶龄40 d之后显著高于NC89,参与氮同化相关的GS2、GDH1和NR基因表达量相对较低的特征一致。  结论  叶片衰老速度快的品种具有淀粉合成代谢弱,淀粉含量较低,氮素同化代谢较弱而再利用和再转移代谢能力较强,总氮、碳氮比较低的碳氮代谢特征。      

普通烟草GATA转录因子家族鉴定及基因表达分析

GATA转录因子在调控植物的生长发育和逆境胁迫应答等过程中具有重要作用。为了明确烟草中GATA基因的结构与功能,基于同源搜索和结构域鉴定的方法从普通烟草基因组中鉴定出57个GATA基因家族成员,分别命名为NtGATA1~NtGATA57。基因结构、保守结构域和系统进化的生物信息学分析表明:烟草GATA基因家族成员可分为4个亚族,且同一亚族成员核心结构域氨基酸序列组成非常保守,各基因成员的外显子数目在1~17之间。转录组数据分析表明:大多数NtGATA基因在烟叶衰老的不同时期均有表达,而且不同家族成员的表达模式存在差异;实时荧光定量PCR分析发现:10个NtGATA基因对冷、盐和干旱等非生物胁迫存在不同程度的响应。说明烟草GATA基因家族成员在烟叶成熟衰老及逆境响应过程中可能发挥了重要作用。      

叶片衰老诱导FLP重组酶删除转基因烟草外源基因的研究

  目的   “Gene-deletor”系统可实现转基因植物中外源基因的清除。为了研究该系统在转基因烟草中对清除外源基因的作用并最终创制不含外源基因的烟草新种质。  方法   以含有“Gene-deletor”系统的转基因烟株为材料,分析外源筛合报告选融基因Bar::GUS、重组酶基因FLP在不同叶龄叶片中的表达水平,同时通过观察转基因烟草花粉中GUS蛋白的表达活性,分析外源基因GUS在花粉中的删除情况。  结果   （1）相同叶龄不同转基因烟株叶片均表现出GUS活性和对除草剂草铵膦抗性,且3个转基因烟草株系中GUS活性和对除草剂抗性都表现出随着叶龄增大而降低的特点。（2）Real-time PCR和RT-PCR结果进一步证明外源Bar::GUS基因表达水平随叶片发育成熟持续下降,而外源FLP基因的表达水平则出现先增后降的变化趋势,在测定后期两者的表达量均达到最低,（3）花粉GUS组织染色结果表明,“明,色结果降的变化趋势,特系统诱导各转基因植株中花粉外源基因清除效率不同,平均清除率分别78.3%,54.7%和75.2%。  结论   在转基因烟草中,叶片衰老特异表达基因SAG12基因启动子驱动“动启动子驱动达基因,平均清系统（LoxP/FRT）的表达不仅可引起转基因植株叶片中外源基因的特异性清除,还能诱导花粉中外源基因的删除,该技术可为进一步创制培育不含外源基因的烟草新种质提供参考。      

烤烟叶片厚度与主要化学组成相关性研究

通过对两个烤烟分级标样和两个试验烟主要等级的叶片厚度、主要化学组成的测定和相关分析得出，叶片厚度与烟叶质量关系甚密。叶片厚度与总糖含量和还原糖含量均呈负相关；与蛋白质含量呈正相关；与总氮含量呈正相关；与烟碱含量呈极显著正相关；与糖碱比呈极显著负相关。试验结果指出，在提高烟碱含量，降低糖碱比方面，增加叶片厚度有显著的作用。生产优质烟叶的叶片厚度问题，试验中得到了初步结果，有待进一步研究确定。另外，对以单位叶面积干重代表叶片厚度问题也得到了肯定的结果     

谷氨酰胺合成酶抑制剂对衰老期烟叶氮代谢的影响

通过质外体提取和测定氮素代谢相关酶等方法,调查了不同浓度谷氨酰胺合成酶（GS）抑制剂（Glufosinate）对2个氮效率烤烟品种氮代谢相关生理指标的影响。结果表明,GS抑制剂可以有效抑制衰老期间烟叶GS活性,使氮素再同化能力下降,促进氮素营养物质的降解,并诱导谷氨酸脱氢酶（GDH）活性升高和硝酸还原酶（NR）活性下降,使叶片NH₄⁺积累,增大了氨气挥发潜力,且随着GS抑制剂浓度的升高,抑制效果更加明显。氮低效品种与氮高效品种相比,衰老速度快,叶片NH₄⁺的积累量小,氨气挥发潜力大,品种间差异显著。GS抑制剂可以加速叶片衰老,促进氮素降解和再转移。     

美拉德反应在烟草加工中的应用研究进展

美拉德反应作为一种普遍的非酶褐变现象,广泛存在于烟叶调制、醇化、加工过程之中,其反应产物是烟草香气物质的重要来源。在烟草调制、发酵与醇化的过程中,烟叶中淀粉、蛋白质等转化为小分子糖类与氨基酸,并发生美拉德反应,生成的产物对烟草的香气、吃味有极其重要的影响;在烟草的工业加工之中,人们利用美拉德反应制备再造烟叶与香精香料,为烟草产品提质增香。本文阐述了美拉德反应的反应机理,并从烟叶调制、醇化、再造烟叶改良、烟用香精香料开发等方面总结归纳出目前美拉德反应在烟草生产、加工中的应用,并对优化反应条件、加强反应机理研究、提质增香应用等方面做出展望。     

烟草生物碱的研究现状

主要讨论了烟草生物碱的种类，烟草生物碱在烟草体内的分布，烟草生物碱的遗传控制，烟碱及其它生物碱的合成机理，烟草生物碱与烟叶品质的关系，烟草生物碱的生理功能，烟草生物碱的其它用途等方面的研究进展，期望通过对烟草生物碱研究发展的回顾，为我国烟叶质量的提高和今后烟草其它利用途径的研究与开发提供一定的信息帮助。