不同类型杀虫剂对烤烟碳氮代谢关键酶及保护酶和内在品质的影响

以烤烟品种中烟100为供试材料,采用小区试验研究了团棵期及现蕾期喷施不同杀虫剂对烤烟全株叶面积,烟叶碳氮代谢关键酶、保护酶、MDA含量及化学成分和致香物质含量的影响。结果表明:烟田喷施杀虫剂（1）烟株圆顶后全株叶面积有所减少,总体上降低了烟叶NR和Inv活性,不同时期不同处理烟叶生长、NR和Inv活性存在差异;（2）增强了田间烟叶SOD和CAT活性,从而使其MDA含量不过多积累;（3）烤后烟叶化学成分趋于协调,新植二烯以外致香物质含量有所增加,化学和植物性杀虫剂则分别降低和增加了新植二烯含量。综合分析认为,植物性杀虫剂1号全株叶面积、烟叶NR和Inv活性总体上降幅较小,烟株前期（移栽后53d)烟叶脂膜过氧化水平较低,化学成分的协调性较好,有利于致香物质的形成。      

成熟期氮素营养统一调亏对烤烟碳氮代谢及萜类代谢相关基因表达的影响

摘要:为了探索前期不同烟株氮营养状况协同成熟期氮素调亏对烤烟碳氮代谢的影响,在前期不同氮素营养供应水平的基础上在烟叶成熟后期统一调亏,并对烤烟NC297叶片糖代谢、氮代谢、淀粉代谢及萜类代谢的相关关键基因表达水平进行了研究。结果显示,糖代谢中三个关键基因,胞外蔗糖转化酶(Inv) 和蔗糖合成酶(SuS)基因随着烟叶的成熟表达量升高,而在不同氮水平处理间表达均无差异。蔗糖磷酸合成酶(SPS )基因表达量在烟叶成熟前期随之前施氮量的降低而降低。 淀粉代谢中颗粒结合型淀粉合成酶 ( GBSSI )基因表达量既不受烟叶成熟时期的影响也不受前期供氮水平的影响。氮代谢中硝酸还原酶（NR）基因在不同成熟时期及不同的供氮处理间表达量均无差异。 氮素转移酶（GS） 基因的表达量在烟叶成熟后期呈降低趋势,且受前期供氮水平的影响较大。萜类代谢途径中3-羟-3甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）基因表达量随着烟叶的成熟先升高再降低,在成熟后期表达量随前期供氮水平的降低而降低。 结果表明在前期供氮水平不一致的基础上于成熟期统一调亏,对成熟后期烟叶氮素的同化吸收过程和萜类代谢影响较大。烟叶糖代谢和淀粉代谢受烟叶成熟时期的影响最大。      

移栽期对烤烟成熟期间几个生理生化指标和经济性状的影响

为探讨移栽期对烟叶品质形成的影响,采用田间试验方法,研究了不同移栽期下烤烟成熟期的质体色素含量、碳氮代谢关键酶活性的变化。结果表明,移栽期显著影响烤烟品质和产量的形成。提前移栽烟叶成熟前期质体色素含量、硝酸还原酶(NR)活性和淀粉酶活性提高,NR活性峰值出现的时间较晚,有利于延长烟叶的功能期,但过度提前移栽的烟叶成熟后期叶绿素含量和硝酸还原酶活性较高,碳氮代谢转化不协调,不利于烟叶的成熟落黄,烤后烟叶产量和产值均较低,推迟移栽有利于提高烤后烟叶产量,但酶活性和质体色素含量较低,导致烟叶早衰,降低烤后烟叶产值、中上等烟比例和均价。不同移栽期试验表明,粤北烟区的适宜移栽期为2月19日-2月24日。      

不同施氮水平和氮素来源烟叶碳氮比及其与碳氮代谢的关系

研究表明,烟叶在发育和成熟过程中碳氮比逐渐增加并表现一个快速增长期,随着施氮水平的增加而趋于推迟和不明显。烟叶烘烤后碳氮比有所下降。烟叶碳氮比变化与含氮量相关性大于含碳量,后者在烟叶发育过程中变幅较小,但在施氮水平低时,表现由升到降的变化。烟叶C/N与NR活性、蛋白酶活性、蛋白质含量、还原糖含量、烟碱含量有密切关系,且随着叶片发育和成熟,相关系数加大,大于总施氮量、无机氮施量和有机氮施量与它们的相关性。后期C/N与碳氮代谢物质的相关性表现为:NR活性 > 蛋白质含量 > 还原糖含量 > 烟碱含量。烟叶发育和成熟过程中NR活性和蛋白质含量降低,烟碱和还原糖含量升高,但在不同施氮水平和氮素来源下其变化模式有显著差异。在同一施氮水平下有机氮和无机氮适当配比,有利于调节C/N和碳氮代谢。      

烤烟碳氮代谢与烟叶香吃味关系的研究

本文提出了用碳氮比(C/N)和硝酸还原酶与转化酶的活性比(NR/IV)作为衡量烟叶碳氮代谢协调性和香吃味品质优劣的指标。相关分析表明,烟叶在不同生长发育时期的C/N、NR/IV活性比值、淀粉酶、转化酶、NR活性、蛋白质、烟碱、还原糖、总氨基酸含量与烟叶最终评吸总分存在不同程度的二次曲线相关关系,以C/N和NR/IV活性比值与评吸总分的相关性较大。因此,C/N比值及其动态变化模式可以作为衡量和判断烟叶香吃味品质的理想指标,NR/IV比值可作为重要的参考指标。保持适宜的C/N和NR/IV活性比值,促进碳氮代谢协调发展是获得优良香吃味品质的重要条件。通过对回归方程求最大值,得到在烟苗移栽后43天,73天,90天和烘烤叶的最佳C/N值分别为10.59,11.51,15.22,18.86和17.11,其理想的变化模式为:移栽后60天以前,碳氮比增长缓慢,60天以后,进入快速增长期。      

采收次数对上部烟叶碳氮代谢及产质量的影响

为明确烤烟中下部叶采收次数对上部叶碳氮代谢、衰老进程及产质量的影响,以云烟87为试验材料,设置4种中下部叶采收次数处理,对上部叶碳氮代谢关键酶及部分产物、抗衰老指标及相关酶、伤流液烟碱含量以及烤后烟叶经济性状、常规化学成分及感官质量进行分析,结果表明,随着中下部叶采收次数增加上部叶硝酸还原酶(NR)活性降低,氮同化代谢下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性降低,丙二醛(MDA)含量增加,叶片氧化衰老加剧,烟碱含量上升;中下部叶采收4次处理上部叶氮同化代谢较低,碳同化代谢较旺盛,烤后烟叶还原糖含量较高,糖碱比协调,感官质量评价及经济性状较其他处理好。     

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。      

施氮量对烤烟成熟期中部烟叶碳氮代谢及相关基因表达的影响

为探明不同施氮量处理对烤烟碳氮代谢的影响,以烤烟品种豫烟10号为材料进行试验,施氮量分别设置低氮(22.5 kg/hm~2)、中氮(26.25 kg/hm~2)和高氮(30 kg/hm~2)3个处理,研究烤烟成熟期中部烟叶细胞的超微结构、碳氮代谢产物的变化规律和碳氮代谢途径相关基因的表达模式。结果表明:随土壤氮肥施用量的增加,烟叶细胞中淀粉粒体积增大,烟叶总糖和还原糖含量降低,淀粉和总氮含量增加。碳代谢关键基因AGPase的表达量随烟叶的生长而增加,但增加量随施氮量的增加而逐渐减少;氮代谢关键基因NR的表达量则随施氮量的增加而下降。     

2,4-D对烤烟烟碱和钾含量的影响

通过水培试验研究了打顶后烟株喷施2,4-D对烟株根中合成烟碱的关键酶鸟氨酸脱羧酶(ODC)、腐胺N-甲基转移酶(PMT)和N-甲基腐胺氧化酶(MPO)以及碳氮代谢重要转化酶(InV)和硝酸还原酶(NR)的活性及烟叶中烟碱含量和钾含量的影响。结果表明,喷施2,4-D的烟叶与对照相比InV活性降低,NR活性升高,协调了烟叶的碳氮代谢,根系活力降低,抑制烟株根中合成烟碱的3种酶活性,减少烟叶中的烟碱积累,同时提高烟叶中钾含量。2,4-D降碱增钾效果的最适宜浓度分别为20 mg/kg和30 mg/kg。     

N、P互作对烤烟碳氮代谢关键酶活性的影响

通过大田试验研究了氮磷互作对烤烟碳氮代谢关键酶活性和叶绿素含量的影响。结果表明:钾肥施用量一定的情况下,随着氮素水平的提高,烟叶硝酸还原酶活性在团棵期、旺长期呈上升趋势,转化酶活性下降时间前移,淀粉酶活性在中后期也增加,Chl含量在叶片生长前期升高速度加快。施磷量45~105 kg/ hm2范围内增加团棵期NR活性;施磷量105 kg/ hm2和135 kg/ hm2对转化酶活性影响无显著差异;增加施磷量可以明显增加叶片中后期淀粉酶的活性;施氮量为60 kg/ hm2水平下,施磷量45~105 kg/ hm2范围内提高Chl含量。总体来看,中氮水平能使碳氮代谢适时转化,满足优质烟叶的生长要求,氮用量为60 kg/ hm2水平下,m(N):m(P205):m(K2O)=1:1.75:3.375的肥料配比相对有利于烤烟的生长发育。      

磷钾配施对晒红烟碳氮代谢和光合效率的影响

采用盆栽试验研究了磷钾配施对晒红烟碳氮代谢和光合效率的影响。结果表明,在氮用量相同的情况下,磷钾肥缺乏易导致硝酸还原酶(NR)活性、转化酶(INV)活性和叶绿素含量下降。在旺长期以前,不施磷肥和磷肥缺乏的处理NR/INV比值较大,不施磷钾肥和磷钾肥缺乏易导致Fv/Fo和Fv/Fm降低,并且磷素缺乏的影响程度要大于钾素缺乏的影响程度。在参试的5个处理中,以施用纯N 150 kg/hm2,N:P2O5:K2O=1:2:2.5的肥料配比有利于烟株的碳氮代谢平衡。     

套作遮荫对大豆不同品种苗期氮代谢的影响

以相对不耐荫的南冬抗022-2、贡秋豆494-1和较耐荫的贡选1号、南豆12为试材,在＂玉-豆＂套作和单作两种模式下,研究了不同大豆品种苗期氮代谢对套作遮荫的响应。结果表明,套作遮荫下大豆植株全氮含量较高、全碳含量较低,从而使C/N降低,其中叶C/N要明显低于茎。同时,套作遮荫下大豆植株NO3-含量升高,功能叶中NR（硝酸还原酶）和GS（谷氨酰胺合成酶）活性降低。套作遮荫抑制了大豆功能叶片可溶性蛋白的表达,而有利于叶片中氨基酸的积累。这些效应在不同耐荫性大豆品种之间表现出明显差异。耐荫性较强的贡选1号和南豆12在套作遮荫下C/N降低幅度大、可溶性蛋白降低程度小,并且能够保持相对较高的NO3-和氨基酸含量。     

植烟密度对雪茄烟叶碳氮代谢及品质的影响

为探究植烟密度对雪茄烟叶生长过程中碳氮代谢的影响,以德雪1号为试材,研究了19 500株/hm²（T1）、21 000株/hm²（T2）、22 500株/hm²（T3）和24 000株/hm²（T4）4个密度对烟叶碳氮代谢关键酶活性、质体色素、化学成分和感官质量的影响。结果表明,烟叶生长期间,T2、T3处理能提高烟叶淀粉酶（AL）、中性转化酶（NI）和硝酸还原酶（NR）活性以及总糖、淀粉含量;随植烟密度的增加,总氮和类胡萝卜素含量降低,叶绿素含量升高,调制后烟叶总糖、还原糖含量以及糖碱比、氮碱比增加,总氮、烟碱含量降低;T2处理调制后烟叶淀粉、蛋白质含量最低,钾氯比值较高,烟叶化学成分较协调,感官质量较优。因此,四川什邡地区宜采用21 000株/hm²的雪茄烟种植密度,有利于提高烟叶碳氮代谢能力,改善烟叶内在品质,提高烟叶可用性。     

不同时期环割对上部烟叶生长发育及质量的影响

为探究不同时期环割对烤烟上部烟叶生长发育及质量的影响,以云烟87为试验材料,分别设打顶后环割（T1）、下部叶采收后环割（T2）、中部叶采收后环割（T3）3个处理,以不环割烟株作为对照,对上部烟叶农艺性状、光合参数、糖代谢指标、碳氮代谢关键酶、氧化胁迫指标、化学成分、烤后感官质量进行测定分析。结果表明,下部叶采收后环割（T2）能够促进烟叶开片,长宽比降低7.90%,叶面积提升6.53%;叶片光合作用受到抑制,胞间CO₂浓度提升16.48%,蒸腾速率下降20.26%。环割处理不同程度地抑制叶片中SOD、POD、CAT活性,提高烟叶中MDA和H₂O₂含量,促进叶片衰老。T1、T2处理显著提高α淀粉酶、β淀粉酶、总淀粉酶和NI活性,降低叶片NR活性,显著降低烤后叶片烟碱和蛋白质含量,烤后烟叶香气质和香气量提升,余味改善,感官质量提高。以下部叶采收后环割对烟叶质量的改善效果最优。     

保水剂施用对恩施烟区上部烟叶生长发育的影响

以云烟87为供试材料,分析不同剂量保水剂施用对烟株根区土壤水分、根系活力以及上部叶农艺性状、光合参数、碳氮代谢关键酶活性、抗衰老指标及烤后烟叶质量的影响。结果表明,施用保水剂可以提高根际土壤含水量,提升伸根期根系活力及上部叶光合特性,增加叶面积,改善农艺性状,促进开片;同时提高上部叶保护酶（SOD、POD、CAT）及NR、NI活性,加快碳氮代谢,进而使上部叶烟碱含量降低,可溶性糖增加,糖碱比趋于协调,化学品质改善,产量、产值提高。在本试验中,保水剂施用量为4 g/株时效果最优。     

氮用量对晒红烟生理特性的影响

采用盆栽试验研究了氮用量对晒红烟生理特性的影响。结果表明,随着氮用量的增加,硝酸还原酶(NR)活性、转化酶活性(INV)和叶绿素含量呈上升趋势,但团棵期大于150kg/hm2施氮水平处理的烟叶NR活性下降,不施氮和195kg/hm2施氮水平处理的烟叶NR/INV比值较低。在一定范围内,可变荧光(Fv)与固定荧光(Fo)的比值(Fv/Fo)和可变荧光与最大荧光(Fm)的比值(Fv/Fm)均随施氮量增加而递增,但旺长期以前氮用量大于150kg/hm2的处理Fv/Fo和Fv/Fm的比值反而降低。     

晾制湿度对雪茄烟叶碳氮代谢关键酶活性及品质的影响

  目的  为调控雪茄烟叶晾制过程中碳氮代谢水平,改善雪茄烟叶质量。  方法  以德雪1号为试验材料,研究了不同晾制湿度条件下雪茄烟叶水分、化学成分、碳氮代谢相关酶活性的变化规律。  结果  1) 不同晾制湿度条件下烟叶中主要化学成分及碳氮代谢相关酶活性变化规律基本一致;2)水分、总糖、还原糖、淀粉、总氮、蛋白质以及质体色素含量呈下降趋势,氨基酸和烟碱含量呈先升高后下降变化,淀粉酶和中性转化酶活性呈单峰变化,但到达峰值的时间略有差异;3)硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性呈下降趋势。4)雪茄烟叶晾制过程湿度控制在凋萎期80%~85%、变黄期75%~80%、变褐期70~75%、定色期65%~70%、干筋期45%~50%范围内,烟叶淀粉酶、转化酶、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性高,各化学成分含量适宜,整体物理特性和感官质量较好。  结论  在一定范围内通过调控晾制湿度有利于提高烟叶碳氮代谢能力,促进烟叶内含物质转化,改善烟叶内在品质,提高烟叶的可用性。