氮素营养对烤烟叶片淀粉积累及SPS、淀粉酶活性的影响

在大田条件下研究了烤烟红花大金元(HD)和K 326叶片淀粉积累动态,分析比较了不同施氮量和氮素形态对叶片淀粉含量和蔗糖磷酸酯合成酶(SPS)、淀粉酶活性的影响.烟株生长进入成熟期后,叶片开始快速积累淀粉,接近成熟时达到最高;中部叶片淀粉含量HD为40%左右、K 326为25%左右.成熟期叶片淀粉含量、SPS活性与施氮量呈负相关,HD淀粉酶活性随施氮量增加呈下降趋势,K326淀粉酶活性与施氮量的关系在刚封项后为负相关,叶片接近成熟时为正相关.施氮不足或过量会增加原烟淀粉含量.氮素形态对HD淀粉代谢的影响不如K 326明显;在N-NH4+N-NO3-为11时,K 326淀粉含量、SPS和淀粉酶活性较低.     

外源水杨酸对低温胁迫下低温敏感性不同的烤烟品种烟叶生理特性的影响

  目的  探究低温胁迫下外源水杨酸对低温敏感型不同烤烟品种叶片生理特性的影响,并筛选最佳外源水杨酸的缓解浓度。  方法  以低温不敏感型品种红花大金元及低温敏感型品种K326为材料,通过盆栽试验研究不同浓度外源水杨酸对4℃低温胁迫下红花大金元和K326叶片相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量及多酚代谢的影响。  结果  低温胁迫下,2个低温敏感性不同的烤烟品种的相对电导率、丙二醛含量、多酚氧化酶活性及苯丙氨酸解氨酶活性均显著上升,其中,K326的丙二醛含量上升幅度远大于红花大金元,达94.07%;而3个抗氧化酶活性均被显著降低,K326的可溶性糖含量及总酚含量、红花大金元的可溶性蛋白含量均显著上升。施加外源水杨酸后,K326及红花大金元的叶片相对电导率及丙二醛含量均显著降低,而3个抗氧化酶活性及苯丙氨酸解氨酶活性均显著上升,红花大金元的可溶性糖含量及可溶性蛋白含量、K326的总酚含量均显著上升;当外源水杨酸浓度为50~100 mg/L时对各个指标的缓解效果较好。  结论  外源水杨酸浓度50 mg/L处理对红花大金元及K326的缓解效果均达到最佳。      

精量施氮对烤烟成熟期叶片碳氮代谢的影响

为了揭示基于SPAD仪精量施氮条件下烤烟叶片成熟期的碳氮代谢变化规律,以K326品种为材料,设置了基于SPAD仪精量施氮模式(SPAD阈值为43)和传统农家施氮模式处理.分别在烟叶下部叶成熟采收期和中部叶成熟采收期对烟株上偶数叶位的烟叶碳氮代谢化合物含量及酶活性进行了测定.结果表明:与传统农家施氮模式相比,基于SPAD施氮模式下烟株在下、中部叶成熟采收期所有偶数叶的游离氨基酸、可溶性蛋白质、总氮、谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶及蔗糖转化酶活性均降低,而总糖、还原糖含量及淀粉酶活性均升高.基于SPAD仪的烤烟精量施氮模式能够促进烟株不同部位烟叶碳氮代谢平稳过渡和转化,使烟叶成熟时碳氮代谢适时协调过渡,体现为总氮含量适时适量减少以及糖类物质适时适量的积累,烤烟糖氮比较为协调,烟叶品质提高.     

甜菜氮营养对蔗糖积累转化及有关酶活性的调节

试验表明，甜菜块根中蔗糖含成酶（ＳＳ）活性和蔗糖磷酸合成酶（ＳＰＳ）活性高于叶片，随植株氮营养增加，可溶性蛋白含量增加，ＳＳ活性较ＳＰＳ活性提高得更快些，叶片中转化酶活性与氮素供应量呈显著正相关，导致块根，叶片蔗糖和己糖含量下降，叶片转化酶活性是ＳＳ活性的１７０倍左右，转化酶在蔗糖降解中起关键作用，表明氮营养通过影响蔗糖的合成与降解过程，调节蔗糖的实际积累量。放线菌素Ｄ对可溶性蛋白质含量，ＳＳ活性     

施氮量对烤烟糖代谢关键酶活性及其基因表达的影响

为明确供氮水平对烤烟糖代谢关键酶活性、基因表达量以及糖含量的影响,开展了供氮水平及品种的两因素试验,结果显示,蔗糖合成酶活性随施氮量增加而增强,且处理间差异显著;蔗糖磷酸合成酶、转化酶及淀粉酶的活性,在栽后45 d与60 d随施氮量增加而增强;在栽后80 d,高施氮量转化酶及淀粉酶的活性低于低施氮量。同一施氮量,品种间的酶活性没有显著的差异。施氮量对糖代谢关键酶基因的表达量有显著影响,同一施氮量不同品种之间基因表达量存在一定的差异。烟叶总糖和还原糖含量受施氮量的影响较小;但淀粉的含量却随着施氮量的增加而增加。同一施氮量处理不同品种之间,糖含量差异不明显。相关分析结果显示,测定的4个糖代谢关键酶的活性,与各生育时期淀粉含量呈著或极显著相关;栽后45 d,蔗糖磷酸合成酶基因表达量与烟叶淀粉含量显著负相关,栽后60 d及80 d蔗糖合成酶基因的表达量,分别与还原糖及总糖呈显著正相关。本研究的结果表明,施氮水平对烤烟糖代谢关键酶活性及其基因表达有着显著的影响,烟叶中的糖含量受蔗糖合成酶及蔗糖磷酸合成酶活性及基因表达量的制约。     

fps基因过量表达对烟叶类胡萝卜素生物合成的影响

为探索法呢基焦磷酸合酶(FPS)基因过量表达对烤烟叶片类胡萝卜素生物合成的影响,利用RT-PCR技术,比较了4个fps转基因株系(K4、K-6、K-17、K-35)及其非转基因对照中参与类胡萝卜素生物合成的关键酶基因的表达强度,并利用LC/MS技术,分析了叶片发育过程中类胡萝卜素及其各组分含量的变化规律.结果表明:外源fps在烟草中的过量表达,对烟叶类胡萝卜素合成相关基因Psy、Lycb皆有正向调节作用,但对Zds的表达影响不大;化学分析表明fps转基因烤烟株系中,总类胡萝卜素及其各组分的含量在叶片不同发育期均高于未转基因K326对照株系.说明外源fps基因在烟草中的过表达,对类胡萝卜素生物合成具有促进作用.     

饼肥对烤烟碳水化合物代谢及酶活性的影响

通过饼肥配施用量盆栽试验,研究了K326中部叶在不同发育时期蔗糖代谢的相关酶即转化酶(Inv)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性变化和中上部叶碳水化合物含量的变化。结果表明:转化酶和蔗糖合成酶对烟草叶片生长发育的作用时期不同,即转化酶在烟草叶片发育中期,蔗糖合成酶在叶片发育后期。在云南玉溪烟区砂红壤中以配施30g饼肥的处理更有利于烟叶中碳水化合物的积累。随着饼肥用量的增加,中、上部叶碳水化合物含量明显小于纯化肥的处理。     

褪黑素减轻猕猴桃果实冷害与碳水化合物代谢的关系

为探究褪黑素（Melatonin,MT）处理减轻猕猴桃果实冷害与碳水化合物代谢的关系,该研究以“徐香”猕猴桃为试材,经0.05 mmol/L MT溶液浸泡处理后,置于0~1 ℃冷藏90 d,并定期测定冷害指数、硬度、丙二醛含量和碳水化合物代谢相关指标。结果显示：MT处理延缓了果实冷害指数的增加,硬度的下降和丙二醛的生成,减轻了冷害的发生;抑制了总淀粉酶活性,贮藏期间,MT处理果实的酶活性较对照平均低41.27%,进而延缓了淀粉向可溶性糖的转化,使果实保持了较高的淀粉含量（1.07%）,且MT处理果实的淀粉含量与冷害指数呈极显著负相关关系（r=-0.820,p<0.01）;下调了蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合酶、酸性转化酶和中性转化酶活性,贮藏结束时,MT处理果实的酶活性分别较对照低9.52%、9.12%、8.55%和9.74%,从而消弱了果实的蔗糖合成-裂解循环,减缓了果实中蔗糖的积累,这在一定程度上诱导了果实中淀粉降解的延迟。综合分析认为,淀粉可能是猕猴桃果实冷害发生的一个重要生物标志物,MT处理对淀粉含量的影响可能是其对总淀粉酶活性和蔗糖合成-裂解循环共调控的结果。     

云南清香型烤烟质体色素合成规律研究

以K326为试验材料研究了云南烤烟叶片发育过程中叶绿素和类胡萝卜素含量变化规律,及其生物合成途径中关键酶基因表达变化规律。结果表明:在叶片发育早期,质体色素含量逐渐升高,其合成关键酶基因表达活跃,合成过程占据优势;从30 d叶龄开始,质体色素含量进入了缓慢下降时期,相关基因表达减弱,合成受阻;从70 d叶龄开始,质体色素含量急剧下降,但合成关键酶基因的表达并未出现陡降现象。表明30 d叶龄和70 d叶龄是质体色素代谢调控的关键时期。     

配施饼肥对烤烟叶片含氮化合物代谢及酶活性的影响

通过饼肥用量盆栽试验,研究了K326中部叶在不同生育时期硝酸还原酶和中上部叶片含氮化合物总氮、烟碱、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量的变化规律.结果表明,硝酸还原酶随着有机肥施用量的增加酶活性呈增加趋势,中上部叶片的总氮和烟碱含量随有机肥的增加呈上升的趋势,而蛋白质含量则呈下降的趋势,有机肥可以促进游离氨基酸含量的提高.     

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。      

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。      

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。      

烤烟烟叶内几种酶活性变化及对化学成分的影响

对从鲜烟到陈化结束烤烟中总淀粉酶、转化酶和中性蛋白酶活性及相关化学成分进行了测定。结果表明，在田间生长达到成熟的鲜烟叶中总淀粉酶活性较高，转化酶活性较低；初烤后总淀粉酶活性降低，转化酶活性升高；复烤后二者活性下降；陈化3个月因为温度等条件的变化活性升至最高值，之后则不断下降。蛋白酶在鲜烟期活性较高，初烤后保持微弱活性，复烤后检测不出活性。淀粉、非还原糖、可溶性蛋白和氨基酸含量在整个陈化期间一直表现下降。     

氮磷钾营养与白肋烟叶内有关生化物质的关系

研究了大田期氮磷钾营养及配比对白肋烟中有关保护酶的影响及相关物质的动态。结果表明,过氧化物酶(POD)活性与脯氨酸(Pro)含量在烟株生长前期表现为上升趋势、后期呈现下降趋势,峰期出现在移栽后65d左右;多酚氧化酶(PPO)活性与总酚、类黄酮的含量变化呈现出随生育进程的推进而增加的单峰曲线,至移栽后75d达到高峰后回落;丙二醛(MDA)含量也随生育进程的推进而上升,总游离氨基酸(AA)含量则随生育进程的推进而逐渐下降。氮磷钾施用量与白肋烟内原保护酶活性及相关物质含量均呈正相关,N与总酚含量的相关性达极显著水平,N与POD、Pro、PPO和淀粉酶含量的相关性达显著水平。三元素对白肋烟中几种保护酶活性及相关物质含量的影响程度不完全相同,对PPO、Pro、总游离氨基酸和淀粉酶的影响程度为:N>P>K;对MDA、类黄酮含量的影响:K>N>P;对POD和总酚的影响:N>K>P。     

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。     

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。     

基于iTRAQ-PRM技术筛选不同类型土壤烤烟根系差异表达蛋白

  目的  从蛋白质水平揭示烤烟根系对不同类型土壤的响应差异。  方法  以烤烟品种K326为材料,选取石灰岩土（沙壤土）、水稻土和红壤土,测定3种类型土壤烤烟根系活力、硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和天冬氨酸合成酶（AS）活性;利用iTRAQ技术鉴定3种类型土壤烤烟根系差异表达蛋白,对所获得的差异蛋白进行生物信息学分析,从中选择16个蛋白进行平行反应监测（PRM）验证。  结果  （1）红壤土的烤烟根系活力、NR、GS和AS活性均高于沙壤土和水稻土;（2）从水稻土vs沙壤土、沙壤土vs红壤土、水稻土vs红壤土3组对比中分别鉴定出699、650、569个烤烟根系差异表达蛋白,其中上调/下调蛋白分别为412/287、291/359和323/246个;（3）差异蛋白质主要有催化、结合、转运活性等功能;（4）差异蛋白功能富集于次生代谢产物的生物合成、代谢途径和苯丙烷类生物合成等代谢途径;（5）红壤土烤烟根系与抗逆性、碳水化合物和能量代谢、蛋白质合成等相关的差异蛋白表达均高于沙壤土和水稻土。  结论  利用iTRAQ标记技术,结合PRM验证技术筛选出不同类型土壤烤烟根系差异表达蛋白,为获取响应关键蛋白奠定基础。      

烟叶硝酸还原酶活性在烘烤过程中的变化

研究了不同品种、不同部位烟叶在不同烘烤方式、不同烘烤条件下,烟叶硝酸还原酶（ＮＲ）活性在烘烤过程中的变化。结果表明,在烘烤过程中ＮＲ活性随烟叶的失水干燥而下降,失水干燥快,ＮＲ活性下降也快。在不同品种间,红花大金元的ＮＲ活性下降比Ｋ３２６的下降稍快。不同烘烤方式、不同变黄温湿度对ＮＲ活性变化也有影响,在密集烘烤和较高的变黄湿度条件下,ＮＲ活性下降最慢,酶活性保持的时间较长。     

硝酸铵追肥对生长后期NC89叶片中硝酸还原酶和转化酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了硝酸铵追肥量和追肥时期对生长后期NC89叶片中碳氮代谢关键酶———硝酸还原酶(NR)和转化酶(Inv)活性的影响。结果表明:在上、下部叶成熟过程中,NR和Inv活性下降。随追肥时期的推迟和追肥量增加,下部叶NR和Inv活性提高,Inv/NR比值较低且最大值出现时期延后;追氮量小或追肥期早的处理,上部叶NR和Inv活性I、nv/NR较低。移栽后30d追肥,追氮量30%时,烟株上、下部叶成熟过程中碳氮代谢协调,适时地从以氮代谢为主转变为以碳代谢为主。