烤烟烟叶类黄酮合成关键酶活性及其调控基因的表达分析

为系统探究类黄酮在烟叶成熟期合成积累的关键点、合成相关酶及调控基因的变化规律,测定了豫烟6号、K326和ND202三个烤烟品种中部叶成熟期叶片的类黄酮含量、类黄酮合成上游的苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸4-羟化酶（C4H）、4-香豆酰CoA连接酶（4CL）、查尔酮合成酶（CHS）和查尔酮异构酶（CHI）酶活性及其基因表达模式的变化。结果表明,三个烤烟品种烟叶类黄酮含量变化呈现先增加后降低的规律,打顶后0~30d是烟叶类黄酮合成积累的关键时期,在叶片成熟期含量达最大值;在同一生态环境及栽培管理条件下,成熟期各阶段均以豫烟6号中部叶类黄酮含量最高;测定类黄酮合成酶活性发现,PAL、CHS和CHI酶活性与烟叶类黄酮合成的相关性较大,其中CHS合成酶最大（p < 0.01,r=0.88）;基因表达模式研究发现,PAL、C4H、4CL2、CHS和CHI基因与烟叶类黄酮含量的积累相关性较大,其中CHS基因最大（p < 0.01,r=0.96）,是烟叶类黄酮合成过程中的关键基因。      

烤烟成熟期烟叶木质素合成关键酶基因的转录分析

木质素对烟叶抗性形成具有重要意义,但含量过高会降低卷烟产品品质。为系统探究木质素在烟叶成熟期合成积累的关键点及调控基因的变化规律,本研究以K326为试验材料,测定烤烟中部叶成熟期叶片硬度、组织结构、木质素含量及相关合成酶基因的表达模式。结果表明,成熟期是烤烟木质素合成积累的重要时期,在整个成熟期后烟叶木质素含量和硬度呈现先增加后降低的变化规律,在打顶后30天,木质素含量和烟叶硬度达到最大值;烟叶成熟期木质素合成酶相关基因的qRT-PCR表达分析表明:PAL、C4H、4CL1、CCR1、CCoAOMT5、COMT1、CAD2、PAO1和F5H1基因表达规律与木质素变化规律较为一致,呈现先增加后降低的变化趋势,且在打顶后30天,表达量达到峰值。其中PAL、C4H、CCR1、CAD2和PAO1基因对烟叶木质素合成积累的贡献较大（p<0.01,r=0.93, 0.90, 0.91, 0.90, 0.89;P=0.24, 0.19, 0.16, 0.17, 0.19）,是烟叶木质素合成积累过程中的关键调控基因。      

烤烟成熟期衰老特性的品种间差异与其氨气补偿点的关系

为明确不同烤烟品种成熟期的衰老特性差异与其氨气补偿点的关系,采用盆栽试验测定了3个烤烟品种(中烟90、K326和NC89)的叶片质外体NH4+浓度和pH,并计算不同品种烤烟的氨气补偿点(25℃).结果表明,成熟期3个烤烟品种叶片质外体NH4+浓度均呈上升趋势,衰老速度快的品种,其叶片氮素含量低,谷氨酰胺合成酶活性小,氨气补偿点绝对值高、上升幅度大.因此,烤烟成熟期衰老速度快的品种具有较大的氨挥发潜力,烤烟衰老特性的品种间差异与其氨气补偿点的差异有关.     

不同陈化时期烤烟几种酶活性及相关化学成分的分析

对不同陈化时期烤烟中的α－淀粉酶、蛋白酶、脂氧合酶、多酚氧化酶和琥珀酸脱氢酶活性进行了测定,结果表明：α－淀粉酶、蛋白酶和脂氧合酶活性在陈化过程中均表现为前期升高,而后期下降的单峰曲线。烤烟细胞内的多酚氧化酶和琥珀酸脱氢酶活性在陈化前较高,在陈化过程中逐渐下降。不同陈化时期的五种酶活性及有关成分表明,烤烟陈化过程在１２个月到１８个月左右的时间内已基本完成     

贵州省烤烟上部烟叶成熟期主要气象因素分析

为评价贵州省主要植烟县(市、区)上部烟叶成熟期的气象条件,利用贵州省63个县(市、区)2011—2017年8—9月气温和降雨量数据,分析了上部烟叶成熟期的气象因素,并筛选出推迟至9月中旬采收上部烟叶时具备适宜气温和降雨量条件的县(市、区).结果表明:除毕节市、贵阳市、六盘水市的大部分植烟县(市、区)外,其他49个县(市...     

不同种植方式下烤烟烟田土壤酶活性研究

以棕壤为供试土壤,研究了烤烟不同种植方式(绿肥烤烟轮作、烤烟纯作、麦茬烟和麦套烟)对烟田耕层土壤酶活性的影响。结果表明,在研究时段内,耕层土壤(0～25 cm)的过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性在4种种植方式下均无显著差异,但3种土壤酶活性随时间的变化各异,其中过氧化氢酶随时间变化较平稳,在烤烟移栽后30 d(6月20日)有最低值;蔗糖酶活性在烤烟移栽30 d后有所下降,随后逐渐升高,在采收期(9月7日)达到最高值;脲酶活性在烤烟现蕾期(移栽后68 d)达到最高值,随后急剧降低。就不同土壤层次(0～5 cm,5～15 cm,15～25 cm)而言,烟田土壤过氧化氢酶和脲酶活性在耕层内随土壤深度增加而增加,但增幅较小;而蔗糖酶活性在耕层内随土层深度大致呈现先增加后减小的趋势。在整个烤烟生育期内土壤酶活性的时间变异表现为,土壤脲酶的时间变异系数最大,显示其受外界环境的影响最大;蔗糖酶次之,而过氧化氢酶最小,其季节变化最稳定。     

烤烟成熟期土壤水分状况对烟叶挥发性香气物质及主要化学成分的影响

为研究烤烟成熟期间不同阶段控水处理对烤烟香气及主要化学成分的影响,采用盆栽,分别在烤烟叶片处于定长、欠熟、适熟3个阶段将土壤相对含水率控制在40%和80%,测定烟叶挥发性香气成分及主要化学成分的含量.结果表明:烤烟成熟过程中,短时干旱处理后西柏烷类物质、质体色素降解物、美拉德反应产物和芳香族等香气物质含量比对照高,而持续干旱处理时这些物质含量比对照低,越临近烟叶定长的干旱对香气物质含量影响越大;烤烟成熟期间,任意阶段较短时间的干旱对香气物质形成有利,但持续干旱对香气形成不利.打顶后的间断干旱,水溶性糖和还原糖含量升高,总氮和烟碱含量也升高,欠熟期、适熟期干旱和整个成熟期干旱能使钾含最稍微升高.     

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。      

富钾烤烟品种成熟期根系分泌物和根际细菌多样性特征分析

  目的  研究不同钾吸收利用效率烤烟品种成熟期根系分泌物和根际细菌多样性差异,有助于了解烟草富钾品种成熟期高效吸收利用钾素的机理。  方法  选用富钾烤烟品种ND202和常规品种K326、NC89进行盆栽试验,分析了不同烤烟品种成熟期根际主要养分含量、根系分泌物和根际细菌多样性的差异。  结果  成熟期NC89和ND202根际土中的碱解氮和有效磷含量极显著低于K326,速效钾含量3个品种间差异极显著,且为ND202最低。成熟期ND202非根际土的碱解氮极显著高于K326和NC89,有效磷和速效钾含量3个品种间差异极显著且均为ND202最高。3个品种成熟期根系分泌物主要成分含量有差异,ND202根系分泌物有机酸含量占其已检测出根系分泌物总量的81.80%,比NC89高12.86%,比K326高15.98%。3个烤烟品种成熟期根际和非根际土壤主要细菌在门水平和属分类水平上相对丰度有较大差异。根际土壤中链霉菌属、气微菌属和Iamia属的相对丰度表现为ND202 > K326 > NC89,而芽孢杆菌属、硝化螺菌属、乳酸乳球属、Steroidobacter属、Flavisolibacter属和野村菌属的相对丰度则表现为ND202 < K326 < NC89。  结论  成熟期富钾品种ND202具有根际土壤速效钾含量较低而非根际速效钾含量较高、根系分泌物有机酸含量高的特点。成熟期不同钾吸收利用效率烤烟品种的根际土壤与非根际土壤细菌多样性有显著差异。      

不同成熟度烤烟萜类物质含量及相关基因研究

为探究不同成熟度烤烟萜类物质代谢规律及与烟叶内在品质的关系,以中烟100为试验材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对萜类物质合成与降解关键基因表达量进行测定,利用气-质联用仪（GC-MS）检测烤后烟叶萜类物质及其降解产物,同时对烟叶感官质量进行评价。研究结果显示,随着成熟度的增加,烟叶腺毛脱落加剧,类胡萝卜素降解关键基因PAL表达量呈上升趋势,类胡萝卜素含量逐渐下降;西柏烷类物质含量与相关基因DXR、CYP71D16、C4H、CHS表达量变化趋势基本一致,整体呈现“先升后降”,并在完熟期达到高峰。中、上部烟叶均以完熟烟叶的感官质量评价最优,与萜类物质合成及相关基因表达上调密切相关,起到了柔和烟气、提质增香的作用。生产上中烟100宜在成熟采收基础上推迟5～7 d,使烟叶成熟度达到完熟,可有效提高中上部烟叶内在品质及工业可用性。     

烤烟品种K326及其耐低温抗早花变异系基因表达谱分析

为了解烤烟早花与抗早花的形成及调控机制,本研究利用安捷伦烟草全基因组芯片分析了烤烟品种K326及其抗早花品系华烟06茎尖端花芽分化过程中基因的表达。结果表明,K326与华烟06距离各自花芽分化相同时间的茎尖端未花芽分化时的差异探针数最多,有5295个;K326分化当天各品种(品系)之间相比较差异探针数量最少,有2116个。与分子功能相关的差异基因主要与催化性能、转运性能、结合性能和转录调节性能有关;与细胞组成相关的差异基因主要是与细胞、细胞组分、细胞器相关的基因;与生物学过程相关的差异基因种类最多最复杂,涉及到植株抗逆性、生长、发育等方面,这对进一步研究与从中搜寻与烟草开花相关的基因奠定了基础。     

不同烟草品种接种蚜虫后NtCPI1基因表达分析

半胱氨酸蛋白酶抑制剂（CPI）与植物抗病抗虫性密切相关,为了明确烟草半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因NtCPI1功能,研究其与烟草品种抗虫性的关系,对不同蚜虫抗性烟草品种进行了接虫前后NtCPI1荧光定量表达分析。结果表明,抗蚜烟草品种接种蚜虫后,NtCPI1表达量显著增加,664-01接种蚜虫3 h后,NtCPI1表达量为对照的10.8倍,Blue River接种蚜虫6 h后,NtCPI1表达量为对照的6.28倍;而螺丝头2474、云烟97和中烟100等感蚜品种接虫后,NtCPI1表达量极显著降低。NtCPI1可以作为高效抗蚜候选基因,具有潜在的应用价值。     

采后烟叶碳代谢的动态变化分析

为探究采后离体烟叶内碳代谢的变化规律,以烤烟品种豫烟12号和秦烟96为供试材料,测定采后不同时段烟叶淀粉、总糖和还原糖含量变化,并对淀粉和糖代谢相关基因进行实时荧光定量PCR分析。结果表明,秦烟96采后烟叶淀粉含量显著高于豫烟12号,烟叶采后0~30 h,淀粉含量逐渐下降,总糖和还原糖含量逐渐升高,且糖含量在采后12 h后增加速率变快。秦烟96鲜烟叶中淀粉和糖代谢相关基因的表达量高于豫烟12号,而淀粉分解相关基因Ntα-amylase和Ntβ-amylase表达量低于豫烟12号。烟叶采后30 h内,淀粉合成相关基因NtAGPS1、NtAGPS3和直链淀粉合成关键基因NtGBSS1表达量逐渐下调;支链淀粉合成的相关酶基因表达量变化呈无序增降模式;淀粉分解代谢和糖代谢相关酶基因的表达量或呈先升后降趋势,或呈逐渐上升趋势。NtAGPS1和NtGBSS1表达量变化与采后烟叶中淀粉和糖含量变化相关性显著。同一生态条件下,豫烟12号和秦烟96采后烟叶淀粉和糖代谢规律存在差异,其中NtAGPS1和NtGBSS1可能是采后离体烟叶碳代谢的关键调控基因。     

不同光质对烤烟质体色素含量及相关酶活性的影响

为明确不同光质条件下,烤烟叶片成熟过程中质体色素代谢的生理响应机制,在大田环境下通过覆盖不同颜色薄膜获得不同光质,研究了不同光质对烤烟生长发育过程中质体色素代谢的影响。结果表明,红、黄光抑制了这一过程中叶绿素的降解,表现在促进了叶绿素a的积累。红光还抑制了类胡萝卜素的降解。与之相比,蓝光相反。黄、红光显著降低了叶绿素酶的活性,蓝光则提高了叶绿素酶的活性。各单色光处理的脂氧合酶活性在成熟末期明显上升,可能延缓叶片的衰老引起质体色素的进一步完全分解,引起烤烟品质的改变。     

大理烤烟品种K326 糖含量及其与评吸质量的关系初步分析

为了进一步探讨大理烤烟糖含量与评吸质量的关系,以大理4 个烟叶主产区50 份K326 烤烟样品为供试材料,应用最优曲线回归拟合和灰色关联度等分析方法,研究了烤烟品种K326 在大理州的糖含量状况及其与评吸质量的关系。结果初步表明,K326 品种的两糖含量稍高,两糖比略小。K326 的总糖含量在28% ~ 32%,还原糖含量在23% ~ 27%较为适宜。两糖比在糖含量指标中与烤烟评吸质量灰色关联度最大。大理州烤烟品种K326 糖含量与评吸质量关系密切,其中两糖比与评吸质量的关系最为密切,值得进一步研究。     

施用秸秆对烤烟土壤酶活性及烤烟氮和钾含量的影响

为了充分利用农作物废弃物,建立合理的资源循环系统,改善植烟土壤环境,以秦烟96为材料,采用盆栽试验,探索了秸秆施用量对烤烟土壤酶活性、烟叶和根系氮、钾含量的影响.结果表明,外施秸秆显著提高了土壤酶活性和烤烟烟叶和根系氮、钾含量.在适量范围内,随着秸秆施用量的增加,土壤酶活性和烤烟烟叶和根系氮、钾含量均呈递增趋势.     

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。     

利用酶制剂降解烤烟烟叶中淀粉和蛋白质的研究

为探索外加酶制剂施于调制后原烟发酵过程的效果,设计了不同加酶量、作用时间、相对湿度和温度处理的方法来降解烤烟烟叶中的淀粉和蛋白质的试验。结果表明,单一施用中性蛋白酶对烤烟蛋白质的降解率不理想,综合使用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶针对不同的部位均有不同的相对最佳处理组合。在各等级相对最佳条件下施加α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶后再喷施中性蛋白酶发酵烟叶后针对3个等级烟叶的淀粉和蛋白质有所降解,氨基酸含量均有显著提高,但还原糖含量、总氮和烟碱含量变化不明显。     

不同品种烤烟鲜叶表面提取物的主要成分分析

选择贵州省4个主要烟草品种,分下、中、上3个部位采收成熟鲜叶,用二氯甲烷提取叶表面物质进行分析检测。结果表明,烤烟鲜烟叶表面提取物主要包括烟碱、酮类、萜烯类和烷烃类。烟碱含量最高,酮类含量甚微。萜烯类物质是烟草叶表面提取物的主要成分,主要是西柏烷类,包括西柏烷、西柏三烯一醇和西柏三烯二醇。西柏三烯二醇含量高于西柏三烯一醇,β-西柏三烯醇二醇含量较α-西柏三烯醇二醇稍多。烷烃类主要是三十烷以上的高级烷烃,含量较多。不同品种鲜叶表面提取物总量存在明显差异,南江3号最低,K326次低,贵烟201较高,云烟85最高。     

施氮量对烤烟打顶期叶片光合响应的影响

为进一步明确氮肥施用量与烤烟打顶期中部叶片光合作用的关系,设置了3个氮肥水平45、90和135 kg/hm²,在盆栽试验条件下研究了不同施氮量对烤烟打顶期中部烟叶光响应曲线及其拟合参数的影响。采用开放式气路测定了烤烟中部叶净光合速率、胞间CO₂浓度和蒸腾速率,并计算了瞬时蒸腾速率和光能利用效率。结果表明,随着光合有效辐射水平增强,打顶期中部烟叶净光合速率逐渐提高并趋于稳定;但增加施氮量,叶片净光合速率、胞间CO₂浓度和瞬时光能利用效率逐渐降低,表观量子效率、最大净光合速率和光补偿点随之降低;施氮为45 kg/hm²的叶片瞬时水分利用效率和光补偿点最低。综上所述,盆栽试验条件下,施氮量为45~90 kg/hm²有利于增强烤烟打顶期中部叶片的光合响应。