印度梨形孢诱导烟草的抗病性分析

内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)能够增强植物体抗生物和非生物胁迫能力.为了明确印度梨形孢对诱导烟草抗病性的作用,分别进行了接种病原菌长柄链格孢、胶孢炭疽菌、终极腐霉和茄丝核菌后印度梨形孢定殖的烟草对赤星病、炭疽病、猝倒病和立枯病害的抗性试验,同时分析了接种长柄链格孢后烟叶中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量、抗氧化酶活性以及病程相关蛋白基因表达水平.结果表明:印度梨形孢定殖的烟草,接种长柄链格孢后,烟叶病斑显著减小,烟叶中MDA含量显著降低,Pro含量显著升高,病程相关蛋白基因PR-1a,PR2,PR3和PR5的表达量明显提高;接种胶孢炭疽菌后,烟叶病斑减小;终极腐霉和茄丝核菌对烟草的危害症状显著减轻.印度梨形孢能诱导烟草产生抗病性,是通过维持生物膜系统的完整性、稳定细胞内渗透压以及膜脂过氧化在较低水平、并调控病程相关蛋白基因的表达来实现的.     

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。     

烤烟和白肋烟烟苗氮代谢的差异分析

为明确不同烟草类型、品种的氮素利用特点,并揭示造成氮素利用效率差异的原因,以不同氮效率烤烟品种红花大金元和白肋烟品种TN86为材料,采用苗期漂浮育苗培养法,研究了不同类型品种烟苗叶片的氮代谢关键酶活性、色素含量(质量分数)、氮素积累和生物量。结果显示,烤烟品种红花大金元烟苗的生物量较高,叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性高,氮代谢同化能力强,同时烟苗叶片色素含量高,能够为烟苗的氮代谢提供充足的能量,烟苗氮素积累量大,氮素利用效率高;白肋烟品种TN86烟苗的生物量较低,叶片硝酸还原酶(NR)活性强,但GS活性弱,色素含量低,氮还原能力较强但同化能力弱,叶片总氮含量高而氮素积累量低,氮素利用效率较低。相关分析结果表明,叶片GS活性、NR活性和色素含量与烟苗氮素积累和利用效率关系密切,其中GS活性和叶绿素含量与烟苗氮素积累和利用效率的相关性最强。因此,提高烟草叶片色素含量水平和增强氮素同化能力可作为栽培技术改进和品种遗传改良的方向。     

不同光环境中氮素对烤烟质体色素降解产物及品质的影响

以烤烟品种豫烟5号为材料,采用4种光照强(L0:950-1125 μmol m–2 s–1,L1:770-900 μmol m–2 s–1,L2:610-720 μmol m–2 s–1,L3:475-565 μmol m–2 s–1)度和3种氮素水平(N1:1.5 g pot–1,N2:3.5 g pot–1,N3:5.5 g pot–1)的复因子盆栽试验,分析了不同光氮水平对烤烟质体色素降解产物、有机酸及碳氮代谢产物的调控效应。结果表明:随光强降低和氮素水平升高,质体色素(chla、chlb、chla+b、car)和新植二烯含量升高,两者存在显著正相关性;类胡萝卜素降解产物含量在适度弱光(L2)下最高,自然光强下中、低氮处理有利于其形成和积累,弱光条件下高氮处理含量较高;随光强减弱,多元羧酸总量升高,不饱和脂肪酸总量降低;遮阴条件下增施氮肥促使有机酸含量增加,饱和脂肪酸含量在高氮水平下最高;随施氮量增加及光强减弱含氮化合物含量上升,碳水化合物含量下降,烟株氮代谢强于碳代谢。叶绿素降解产物与碳水化合物间的正相关性最显著,类胡萝卜素降解产物与含氮化合物间存在显著指数正相关关系。弱光环境中通过控制氮素用量调控质体色素含量是提高烟叶品质和香气质量的有效途径。      

不同烟草基因型氮素吸收效率与利用效率差异

为探究不同烟草基因型氮素吸收与利用的差异,采用营养液培养方法对74个不同基因型烟草苗期进行低氮(0.5mmol/L)和高氮(5.0 mmol/L)处理,分析了其氮素营养指标和氮效率。结果表明,不同烟草基因型之间的氮效率差异显著,且基因型与氮水平之间互作显著。依据地上部生物量可以将不同烟草基因型的氮效率分为双高效型、低氮高效型、高氮高效型和双低效型4类。不同供氮水平下,氮素吸收效率对氮效率的直接作用均大于氮素利用效率,氮高效基因型的地上部生物量、植株氮累积量、氮素吸收效率、氮效率均显著高于氮低效基因型,氮素利用效率则差异不显著。由此,氮素吸收能力在氮高效烟草基因型的选育和栽培上更加重要。     

硼对烤烟碳氮代谢的影响研究

研究了硼对烤烟碳氮代谢的影响。结果表明,缺硼(5μMH3BO3)烟株各器官硼、氮、钾、干物质积累量极显著降低;烟株对N03-的吸收及同化能力减弱,氮代谢受阻,叶片NH4 含量增加,氨基酸和蛋白质含量下降。与此同时,烟株叶片光合速率下降,叶片非结构糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉)大量积累。随着烟株供硼浓度的增加(20μMH3BO3、20μMH3BO3)烟株叶片碳氮代谢增强、植株各器官氮、钾、硼含量增加,干物质积累增强。     

水分胁迫下施氮量对烤烟生理特性及化学成分的影响

采用盆栽试验研究了水分胁迫下施氮量对烤烟生理特性及化学成分的影响.结果表明,在中度干旱下(相对含水率50%)随施氮量增加,烤烟根系活力增强,叶片脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及光合速率明显升高,丙二醛含量无明显差异;轻度干旱条件下(相对含水率65%),烤烟团棵期和成熟期缺氮或氮素水平过高,烤烟根系活力、SOD酶活性及光合速率均明显降低,丙二醛含量增加,脯氨酸含量变化不大,在烤烟旺长期和现蕾期烤烟根系活力、SOD酶活性,丙二醛及脯氨酸含量均随施氮量增加明显升高.在中度和轻度干旱下随施氮量增加,上部叶和中部叶总氮、烟碱及蛋白质含量呈增加趋势,总糖、还原糖含量呈下降趋势,糖碱比、氮碱比、施木克值以纯N 7 g/株的中氮肥处理较合理.在同一施氮水平下,中部叶和上部叶总糖和还原糖含量随着土壤含水率的增加而增加,烟碱、总氮以及钾含量均有所降低,糖碱比、氮碱比、施木克值以轻度干旱较适宜.     

烟草木霉菌剂的肥效测定及叶面、根部定殖研究

烤烟施用木霉菌剂(Tv-1),不但可提高烟苗素质和抗病性,而且,可提高烟叶产量与产值10%左右,提高土壤速效养分利用率20%~40%,N、P、K肥利用率分别提高了7.7%、1.13%和11.8%。施用木霉菌剂的烟株生理代谢较为协调,游离脯氨酸的含量降低,丙二醛(MDA)的含量增加,有利于烟叶品质形成。研究了绿色木霉菌Tv-1菌株在烟草叶面的定殖情况。结果表明:Tv-1可以在烟草叶面定殖。喷雾后24h可以观察到Tv-1分生孢子吸附于烟草叶面,随后生长繁殖。Tv-1主要定殖于叶面腺毛基部及气孔周围,并且表现出强烈的侵入叶片的生长趋势。叶面喷雾后4周内均可以从处理的叶片中回收到Tv-1,但在检测时间内Tv-1的定殖数量均低于原始施入量,除第2周内数量略有回升外,其余时间均呈下降趋势。在限菌条件下通过琼脂平板培养试验,用木霉半选择性培养基分离计数,研究了影响绿色木霉菌Tv-1菌株在烟草根部定殖的因素。水分含量、pH值、营养成分和烟草品种对Tv-1菌株定殖烟草根部均有不同程度的影响。Tv-1在3%含水量、偏酸性(pH 4,5,6)、葡萄糖琼脂平板上定殖于烟草的数量高于其它条件下Tv-1的定殖数量;云烟85、G28,NC89在供试的6个烟草品种中较其它品种利于Tv-1的定殖。      

烟草氮素营养的基因型差异初探

以36个烟草品种为供试材料,利用低氮下的相对生物产量作为耐低氮能力评价指标,分析了不同烟草品种的耐低氮能力,同时对烟草在低、中、高3种氮水平下的氮素利用效率(NUE)、吸收效率(NAE)和氮素利用效率响应度(NUER)的基因型差异进行比较。结果表明:(1)烟草种质资源在低氮下生物产量的形成能力具有明显的基因型差异;(2)烟草种质的NUE和NAE存在显著的基因型差异,且差异水平随着氮素水平的升高而降低。而对某一确定的烟草品种,NUE表现为NUE_低 >NUE_中 >NUE_高,NAE表现为中、高氮显著高于低氮,NUER表现为NUER_低-高 >NUER_低-中 >NUER_中-高;(3)烟草种质资源的NUE、NAE、NUER的变异系数的大小存在极大的差别,表现为NUER >NAE >NUE。对以上结果分析表明:烟草是对氮肥极为敏感的作物,且不同氮素水平下烟草对氮素的吸收利用的内在机制表现不同,缺氮下较强的氮素吸收能力是烟草品种在氮胁迫条件下耐低氮能力形成的主要原因,而中、高氮水平下的氮素利用效率的不同是形成氮效率基因型差异的主要原因。      

酸性黄棕壤中钼磷配施对甘蓝型油菜苗期碳氮代谢的影响

利用酸性黄棕壤进行盆栽试验,研究了钼磷配施对甘蓝型油菜苗期碳氮代谢的影响。结果表明,施钼和施磷均显著增加叶片叶绿素含量、光合速率、可溶性总糖含量以及地上部干物质重和可溶性蛋白质含量,显著降低油菜苗期叶片硝态氮含量;且钼肥和磷肥配施对促进油菜苗期碳氮代谢存在协同效应。钼肥和磷肥提高油菜光合速率的机制有所不同,钼肥主要提高叶肉细胞光合活性,而磷肥则增加气孔导度。     

缺钼烟田施钼对烟草光合作用和氮代谢及烟叶品质的影响

采用盆栽试验研究缺钼烟田施钼对烟草光合作用和氮代谢及烟叶品质的影响.结果表明,施钼能明显提高烟草生育前期的光合速率和NR活性.促进烟草生育前期NO-3 -N的转化,提高烟叶钾含量和改善烟叶油分状况.     

丙二酸对烤烟烟碱含量的影响研究初报

通过盆栽试验，研究了丙二酸对烤烟氮代谢和烟碱含量的影响。结果表明，在烤烟打顶后喷旋25－50mmol/L的丙二酸能明显降低硝酸还原酶活性，减少叶片中NO3-N的还原，使烤烟中的烟碱含量降低0．4744－1．3246个百分点。     

低氮胁迫对烟草生物学性状、生长素及NtPINs基因家族的影响

为了探究低氮胁迫下烟株体内生长素的分布对烟草根系发育和腺毛发生的影响,以DR5::GUS转基因烟草为材料,通过沙培试验研究低氮胁迫对烟株生物量、全氮含量、叶片及根系发育、生长素浓度、叶片腺毛密度以及生长素极性运输蛋白NtPINs家族基因表达的影响。结果表明:与对照处理（NH₄NO₃:2.5 mmol/L）相比,低氮胁迫下（NH₄NO₃:0.25 mmol/L）烟草上部叶、茎及根部生物量显著下降,地上部全氮含量降低30%,根系全氮含量降低40.2%,上部叶腺毛密度增加13.9%,中部叶和下部叶腺毛密度分别降低40%和31.9%,上部叶生长素含量增加26%,中部叶和根系生长素分别下降7.1%和13.1%;qRT-PCR结果表明,低氮胁迫下烟草根系中NtPIN1、NtPIN4、NtPIN9的基因表达水平分别降低了40%,55%,65%,与对照相比差异均有统计学意义（P < 0.05）。结论:低氮胁迫下烟草叶片腺毛的发生及根系的构型发生改变与体内生长素从地上部（上部叶、中部叶、下部叶）到根系极性运输减少密切相关。      

不同氮素水平对烟草碳氮代谢关键酶活性的影响

用盆栽试验研究了不同氮素水平对烟草碳氮代谢关键酶活性的影响。结果表明,随着氮素水平的提高,淀粉酶活性有升高趋势,烟叶硝酸还原酶活性呈上升趋势。低氮水平下由氮代谢转化为碳代谢的时间提前,高氮水平下由氮代谢转向碳代谢的时间推后。综合认为中氮水平是生产优质烟叶的较好选择。     

GABA处理对双孢蘑菇活性氧代谢和膜脂过氧化的影响

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)处理对双孢蘑菇(Agaricus bisporus)活性氧代谢和膜脂过氧化的影响,采用5 mmol/L GABA浸泡处理双孢蘑菇5 min,然后于4 ℃条件下贮藏12 d,测定双孢蘑菇颜色变化、相对电导率、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量、超氧阴离子生成速率、H₂O₂的含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性的变化。结果表明,GABA处理能够显著提高抗氧化酶CAT和SOD的活性,降低双孢蘑菇的相对电导率、超氧阴离子产生速率和减少MDA、过氧化氢的积累,延缓细胞膜透性和脂质过氧化进程,进而较好的保持双孢蘑菇的L*值,降低其褐变指数,因此,GABA可以用作双孢蘑菇的护色保鲜剂。     

外源葡萄糖对高温强光下旺长期烤烟光合特性及碳氮代谢关键酶活性的影响

为揭示外源葡萄糖对高温强光条件下旺长期烤烟叶片光合机构及碳氮代谢过程的调控机制,在人工气候室中模拟豫中烟区烤烟旺长期高温强光条件,采用盆栽试验研究了在高温强光胁迫条件下外源葡萄糖(0.5 mmol/L)对烤烟光合色素含量{叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、总叶绿素[Ch(la+b)]、类胡萝卜素(Car)}、光合参数[净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(E)、胞间CO_2浓度(Ci)]、叶绿素荧光参数[初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(NPQ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光合电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(qp)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)]、谷氨酰胺合成酶活性(GS)及1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性(Rubisco)的影响。结果表明,高温强光条件下喷施外源葡萄糖使烤烟Chla、Chlb、Ch(la+b)和Car含量均显著增加;P_n、G_s和E明显升高,Ci明显降低;F_o和NPQ显著降低,ΦPSⅡ、ETR和qp均显著升高,其中F_v/F_m升高幅度相对较小;同时,施用外源葡萄糖提高了高温强光胁迫下烤烟叶片中GS和Rubisco活性。因此,在高温强光条件下,通过喷施外源葡萄糖可改善烟草的光合性能,促进烟株体内碳氮代谢平衡,缓解高温强光胁迫对烟株的不利影响,促进烟株生长。     

茉莉酸甲酯对烟草淀粉酶抑制剂诱导作用研究

研究了不同浓度的茉莉酸甲酯 ( MeJA)对烟草α-淀粉酶抑制剂诱导的时间及浓度效应,在斜纹夜蛾取食不同浓度的MeJA诱抗处理的烟草叶片1-3d后,对其中肠α-淀粉酶活性进行了检测。结果显示：0.01mmol/L、0.1mmol/L、1.0mmol/L、4.0 mmol/L和10.0mmol/L 5个梯度浓度的MeJA处理烟草后,烟叶中α-淀粉酶抑制剂含量明显增加,而4.0mmo1/L MeJA 诱抗处理48h时诱导烟草产生的α-淀粉酶抑制剂活性最强;离体检测结果表明斜纹夜蛾取食MeJA处理的烟草 叶片后,其中肠α-淀粉酶的活性降低。     

盆栽试验中外源NO对干旱胁迫下烤烟光合日变化和营养元素含量的影响

为揭示一氧化氮(NO)对干旱胁迫下烤烟耐旱性影响的内在机制,采用盆栽试验研究了NO供体硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)在干旱胁迫条件下对烤烟叶绿素含量(质量分数)、光合日变化、光合同化产物和营养元素含量(质量分数)的影响。结果表明,干旱胁迫下烤烟叶绿素(Chl)含量显著下降,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)明显降低,胞间CO_2浓度(Ci)明显升高,烟株出现光合"午休"现象,同时可溶性糖和蔗糖含量显著增加,淀粉含量下降,P、Ca、Mg、Fe和Mn含量显著降低,N、K含量显著增加,但对B、Zn和Cu影响不大;外源SNP(0.25mmol/L)使干旱胁迫下烤烟Chl显著增加,Pn、Gs、Tr明显提高,Ci明显降低,光合"午休"现象消失,可溶性糖含量进一步提高,但蔗糖含量显著降低,淀粉的分解减少。同时NO能提高干旱胁迫下烤烟叶片中P、K、Ca、Mg、Fe和Mn含量。因此,外源NO能在一定程度上缓解干旱胁迫对烤烟光合同化能力和营养元素吸收的不利影响,提高烤烟的耐旱性。     

两株生防菌对烟草黑胫病的抑制活性及其鉴定

为测定烟草黑胫病生防菌K9-3和L14-2两菌株的生防潜力,通过对峙培养法、孢子萌发试验和盆栽试验测定对烟草黑胫病病原菌的抑制能力,以双层滤纸法和盆栽检测法测定在烟草根际定殖能力,并根据形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析,鉴定K9-3和L14-2两株生防菌。结果表明:在室内试验中,这两株生防菌可抑制烟草黑胫病病原菌菌丝的生长、游动孢子囊的形成、游动孢子的释放和休止孢子的萌发;在盆栽试验中,有效防治烟草黑胫病,L14-2对烟草黑胫病的防治效果达到96.29%,K9-3的防治效果为77.78%。同时,K9-3和L14-2均具有良好的根际定殖能力,以双层滤纸法测定其在烟草根部的定殖密度分别为1.30×105cfu.cm-1和7.00×104cfu.cm-1,在盆栽试验中两菌株在烟草根际土壤和烟草根部保持一定的定殖密度,在烟草根际土壤中的定殖密度随着时间经过有所下降,但在烟草根部定殖密度均稳定保持在105cfu.g-1以上。另外,两菌株的鉴定结果,K9-3鉴定为普城沙雷菌,L14-2鉴定为绿针假单胞菌。     

外源EBR对烤烟成熟期氮代谢及烟碱代谢的影响

为探明外源2, 4-表油菜素内酯（2, 4-epibrassinolide,EBR）对烤烟成熟期氮代谢及烟碱代谢的影响,以清水为对照,比较了烤烟打顶后叶面喷施和灌根两种EBR施用方式下成熟期叶片光合特性、干物质积累、氮代谢相关酶活性、烟碱代谢相关基因表达量和烤后烟叶化学成分的差异。结果表明,与对照相比,叶面喷施和灌根两种EBR施用方式均可提升成熟期烟株的光合能力,增加烟株各部位的干物质积累量,显著提升中部和上部烤后烟叶总氮和烟碱含量（质量分数）,且叶面喷施处理的效果好于灌根处理。两种施用方式上部叶氮素吸收同化关键酶NR和GS活性显著高于对照处理,叶面喷施处理叶片中氮同化相关基因NtGS2、NtGDH1和NtNR的相对表达量显著高于对照和灌根处理。两种EBR施用方式烟株不同部位烟碱合成基因NtQPT、NtPMT和转运基因NtJAT1、NtJAT2和NtNUP1的相对表达量均极显著高于对照,且叶面喷施处理叶片中烟碱合成与转运基因的表达量均极显著高于对照和灌根处理。因此,外源EBR可促进烟株的生长发育、提高氮代谢及烟碱代谢水平,增加中部和上部烤后烟叶烟碱含量,叶面喷施的效果好于灌根。