酶调节剂对烟草氮代谢及其化学成分的影响

为调控旺长期烟株氮代谢活动,解决大理地区烟叶成熟度差的问题,分别在旺长期和成熟期研究了不同酶调节剂对烟叶氮代谢关键酶活性及烟叶化学成分的影响。结果显示,在旺长期喷施钼酸铵7 d后,中部叶和上部叶NR活性分别提高了6.56%和17.57%,GS活性分别提高了22.17%和15.24%,蛋白质含量升高了6.00%和5.02%,氮代谢明显增强;在成熟期对生长过旺烟株喷施钨酸钠和草丁膦4 d后,烟叶氮代谢活动减弱,上部叶NR活性分别下降了8.55%和18.55%,GS活性分别下降了5.33%和11.58%%,烟叶总氮、烟碱和蛋白质含量均下降,糖碱比增大,对解决烟叶成熟度差和提高烟叶可用性有利。就调控烟叶氮代谢效果和烤后烟叶化学成分协调性而言,以旺长期喷施钼酸铵和成熟期喷施草丁膦最佳。     

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。      

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。      

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。     

施钼对烤烟叶片硝酸还原酶活性、硝态氮含量及产质的影响

在大田条件下,对K326、云烟85、CB-1、红大4个烤烟品种进行叶面喷施钼肥处理,研究钼对烟草叶片NR活性、NO3--N含量、烟叶产量和品质的影响。结果表明:在土壤有效钼0.03 mg/kg条件下,叶面喷施钼能明显提高不同品种烟草生育前期特别是旺长期叶片NR活性,降低NO3--N含量;施钼能提高烤后烟叶中上等烟的比例,明显降低杂色烟的比例,增加烟叶产量和产值,提高烟叶含钾量和含钼量。     

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。      

氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及品质的影响

为解决蛟河烟区晒红烟氮用量不合理导致的烟叶碳氮代谢失调、烟叶品质下降等问题,以晒红烟品种漂河1号为材料,研究了不同氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响。结果表明,增施氮肥能提高烟叶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖转化酶(INV)活性及叶绿素和类胡萝卜素含量。随施氮量的增加,调制后的烟叶烟碱和总氮含量升高,糖含量下降;烟叶钾含量、香气质、香气量以及感官质量分值以施氮量为75.0～97.5 kg/hm~2的处理最高。综合两年田间试验结果,在吉林蛟河较高肥力的暗棕壤上种植晒红烟,适宜的氮用量为75.0～97.5 kg/hm~2。     

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。     

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。     

盆栽试验中施用外源生长调节剂对烤烟TSNAs生物合成的影响

为明确外源生长调节剂Z5[由生长素(IAA)、水杨酸(SA)和萘乙酸(NAA)配置而成]影响烟草特有亚硝胺(Tobacco-specific N-nitrosamines,TSNAs)生物合成的生理机制,在湖北省恩施土家族苗族自治州建始县试验基地设置叶面喷施Z5盆栽试验,以清水为对照,分析了烟株硝酸盐与亚硝酸盐含量(质量分数)、硝酸还原酶(NR)与烟碱合成关键酶活性的动态变化以及相关基因的表达量,并测定了烤后烟叶TSNAs和常规化学成分含量(质量分数)。结果表明,烤烟打顶后喷施Z5的烟叶TSNAs含量显著降低,上部叶和中部叶中TSNAs含量降低幅度分别为20.1%和12.4%,而烟叶化学成分含量在适宜范围内。外源生长调节物质降低TSNAs含量的作用机制,一是下调了控制NR活性的基因NR的表达,烟株打顶后第1天NR基因的相对表达量下调55.0%,NR活性受抑制,导致硝酸盐向亚硝酸盐的转化减少,叶片中亚硝酸盐的积累量降低;二是下调了控制烟碱合成关键酶基因的相对表达量,烟株打顶后第1天ADC、QPRT、ODC及PMT基因相对表达量分别下调82.1%、69.8%、91.8%和76.0%,使烟碱合成关键酶活性降低,从而减少了烟碱的合成,上部叶和中部叶烟碱含量下降幅度分别为23.5%和22.9%。     

多酚氧化酶抑制剂对烟叶质量的影响

为解决烟叶在调制过程中颜色过度转深问题,于烘烤前将l-半胱氨酸和硫脲两种多酚氧化酶抑制剂应用于烟叶,并对烤后烟叶的多酚含量、外观质量、评吸质量及烘烤过程中多酚氧化酶活性变化进行了分析.结果表明:烘烤前烟叶表面喷施浓度为4.0和8.0 mmol/L的l-半胱氨酸,烤后烟叶中总绿原酸含量和多酚总量明显增加,外观质量和评吸质量较对照有所改善,烘烤过程中多酚氧化酶的活性较对照有所降低.     

摘除不适用叶与喷施光碳核肥对烤烟上部叶生理代谢及品质的影响

为优化烤后烟叶的等级结构,提高上部烟叶的工业可用性,以豫烟6号为材料,通过田间试验研究了摘除下部不适用叶与叶面喷施光碳核肥对烤烟上部叶叶面积、光合特性、碳氮代谢及烤后烟叶内在化学成分和经济性状的影响。结果表明,与对照(打顶时不摘除下部不适用叶)相比,打顶时摘除下部6片不适用叶显著提高了上部烟叶叶面积、叶绿素含量、光合性能、碳氮代谢强度及烤后中上等烟叶比例,增加了上部叶的总氮含量,降低了烤后烟叶的产量、产值。与仅摘除下部不适用叶相比,打顶时摘除下部6片不适用叶结合叶面喷施光碳核肥增加了烤后上部烟叶的单叶质量、钾含量、总糖含量、还原糖含量、糖碱比及钾氯比,提高了烤后烟叶的产量和品质。摘除下部6片不适用叶结合喷施光碳核肥较对照处理其上部叶叶面积、单叶质量、钾含量及上中等烟比例分别提高了11.53%、23.19%、12.69%和17.50%。总体来看,摘除下部6片不适用叶结合叶面喷施光碳核肥能够促进上部叶开片,使烤后烟叶的化学成分更加协调,经济效益较佳。     

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。     

土壤C/N比对烤烟碳氮代谢关键酶活性和烟叶品质影响的研究

2009年采用盆栽试验,在河南农业大学科教园区通过添加腐熟的小麦秸秆来调节土壤的碳氮比,进而研究土壤碳氮比对烤烟碳氮代谢关键酶活性和烟叶品质的影响。结果表明:随着土壤碳氮比的增加,硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶的活性逐渐增加,烤后烟叶总糖和还原糖的含量、中性香气物质的总量、还原糖/烟碱有不同程度的增加,烟碱、总氮含量以及氮碱比逐渐减少。土壤碳氮比在24~28之间时,有利于促进烤烟碳氮代谢平衡,协调烤后烟叶化学成分。     

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。      

低磷低硼条件下叶面喷施磷硼对烤烟叶片中质体色素及其降解产物的影响

研究了叶面喷施磷和硼对烤烟烟叶发育过程中质体色素及其降解产物的影响。结果表明:叶面喷施磷和硼可提高叶片中叶绿素和类胡萝卜素的积累量,促进成熟期叶绿素和类胡萝卜素的降解,降低烤后烟叶中叶绿素含量,增加类胡萝卜素及其降解产物的含量,有助于烟叶品质提高;不同处理比较显示以同时喷施磷和硼效果最好,相比于对照,同时喷施磷、硼可使烤后叶片中叶绿素含量降低20.41%,类胡萝卜素含量增加18.52%,类胡萝卜素降解产物总量增加43.34%。     

烟叶淀粉降解菌的筛选及其作用效果研究

为有效降解烟叶淀粉含量,提高烟叶品质和安全性,以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）YA14经优化条件发酵后的菌液喷施至待烤鲜烟叶并室温下放置处理48 h,然后进行烘烤,分析喷施烟叶与对照烟叶烘烤过程中淀粉和蛋白质含量、相关酶活性及烤后烟叶常规化学成分、外观质量与感官质量的变化,并采用扩增子测序技术对烟叶微生物群落的变化进行了分析。结果表明,经优化条件发酵后,YA14菌株产淀粉酶活力达146.38 mg/(mg·min)。烘烤前喷施YA14菌液显著降低了烟叶的淀粉含量,降解率达37.17%,但对烟叶蛋白质没有明显降解作用。喷施YA14菌液能不同程度地提高烟叶过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和淀粉酶的活性,降低多酚氧化酶（PPO）、淀粉分支酶（SBE）及硝酸还原酶（NR）的活性。此外,喷施YA14菌液可以提高烟叶群落丰富度及物种多样性,有效提高了芽孢杆菌属（Bacillus）和曲霉属（Aspergillus）等优势菌群丰度,并降低了窄食单胞菌属（Stenotrophomonas）和赤霉属（Gibberella）等菌群的相对丰度。施用YA14菌株后烤后烟叶化学成...     

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。      

不同浓度钼酸钠对白肋烟苗期碳氮代谢和硝酸盐含量的影响

为明确钼酸钠促进烟苗碳氮代谢的作用机制并筛选出适宜的使用浓度,以白肋烟品种TN90为材料,在温度22～28℃,光照强度800μmol·m~(-2)·s~(-1),相对湿度85%,每12 h昼夜光暗交替的人工气候室中采用盆栽试验,设置0、0.1%、0.5%、1.0%和2.0%等5个钼酸钠浓度进行喷施处理,研究不同浓度钼酸钠对白肋烟烟叶色素含量(质量分数)、光合作用、硝酸还原酶活性、碳氮化合物含量等指标的影响。结果表明,在0.1%～2.0%浓度范围内,施用钼酸钠的白肋烟烟叶色素含量、氮代谢酶活性、可溶性蛋白质含量、碳水化合物含量和烟叶干物质积累量均呈增加趋势,总氮和硝酸盐含量呈下降趋势。在钼酸钠浓度为1.0%时,白肋烟烟叶干物质积累量比对照增加30.72%,氮素利用效率提高12.42%,硝酸盐含量则降低27.45%。因此,在0.1%～2.0%浓度范围内,施用钼酸钠能提高白肋烟烟苗碳氮代谢能力,提高氮素利用效率,显著降低烟叶硝酸盐含量,且以1.0%浓度的处理较为适宜。     

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。