仿生型信号分子对烟草生物碱的抑制作用机制

为了明确仿生型信号分子(BSM)抑制打顶后烟草生物碱积累的机制,研究了打顶、打顶后立即涂抹BSM以及对照植株的茉莉酸(JA)含量、脂氧合酶(LOX)和鸟氨酸脱羧酶(ODC)酶活性的变化.结果表明:打顶后烟草叶片和根部的JA含量增加,而BSM处理可以降低JA含量的增加幅度,且对根部JA含量有显著的抑制作用,在处理后6h根部JA降低了38.5％;烟草打顶后的24 h内叶片中LOX活性大幅度增加,BSM处理可以使LOX活性下降,在峰值处LOX活性降低了25.0％;根部的ODC酶在打顶后迅速增加,BSM同样对其活性有抑制作用,在峰值处ODC活性降低了11.2％.BSM抑制打顶后烟草植株中生物碱的积累机制是抑制了创伤信号路径上游的LOX活性,继而抑制了JA的含量及ODC的活性,从而最终降低了烟草植株中生物碱的含量.     

仿生型信号分子对烟草主要生物碱的抑制作用

用源于取食烟草的寡食性昆虫口腔分泌物的仿生型信号分子(BSM)在不同条件下、对不同类型烟草在打顶后进行涂抹处理,并用HPLC检测BSM处理株和对照株烟草主要生物碱的含量,分析探讨BSM在不同条件下对烟草生物碱的调控作用。结果表明:BSM物质对不同类型烟草打顶后叶片上生物碱的积聚有不同程度的抑制作用。BSM对烤烟9717中降烟碱的影响最大,中部和上部分别降低55.78%和63.40%,上部叶各生物碱降幅均大于中部叶,其中烟碱和总生物碱分别降低25.49%和26.28%。BSM浓度对白肋烟中生物碱的抑制效应也有影响,0.1mol/L的BSM对烟碱的影响最大,中、上部叶的降低率分别达22.99%和42.45%,总生物碱则分别降低22.21%和37.73%;0.2mol/L的BSM可使降烟碱的量显著降低,中部和上部叶分别降低62.94%和58.53%。施氮量对BSM的调控作用也有影响,在高的施氮量(9kgN/667m2)下抑制作用更大,可使K326上部叶总生物碱降低34.76%。     

打顶及仿生型信号分子对白肋烟不同烟碱转化率株系的影响

为降低白肋烟烟碱转化率、提高烟叶品质,对白肋烟B37不同转化率株系采用打顶和打顶后涂抹仿生型信号分子(BSM)两种方式处理,分别测定了不同处理烟株烟叶的超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、生物碱含量,并分析了生物碱比例和烟碱转化率的变化.结果表明:打顶使不同转化率株系的烟叶SOD活性增加且高转化率株系增加幅度大,BSM处理也增加了SOD活性,但高转化率株系增加幅度较小.打顶使烟株的MDA含量增加,但高转化率株系增加幅度较小;BSM处理后烟叶MDA含量下降,高转化率株系烟叶MDA含量下降幅度较大.BSM处理后烟叶4种生物碱含量及总生物碱含量总体上有所降低,其中降烟碱的降低幅度最大.BSM对非转化株上部叶和中部叶烟碱比例影响较小,而对高转化株系B37-38的作用最大,其上部叶和中部叶烟碱比例分别提高了15.52和10.40百分点;B37-38上部叶和中部叶降烟碱比例分别降低了15.16和10.03百分点.从非转化株系至高转化株系随着烟碱转化率的提高,BSM处理其降烟碱的比例降低幅度增加,BSM对高转化率株系的影响较大.     

不同栽培措施对白肋烟TSNAs及其前体物的影响

为揭示不同栽培措施对白肋烟烟草特有亚硝胺(TSNAs)及其前体物的影响,采用正交试验研究了施氮量(210、255和300 kg/hm~2)、打顶时间(扣心打顶、现蕾打顶和初花打顶)和BSM剂量(0.1、0.3μmol/L和清水涂抹)3因素组合对上部烟叶TSNAs、生物碱和硝酸盐含量的影响。结果表明,施氮量是影响TSNAs及其前体物生物碱、硝酸盐含量的主要因素,施氮量210 kg/hm~2的上部烟叶中TSNAs及其前体物含量均较低。打顶时间对上部叶TSNAs含量影响差异极显著,现蕾打顶TSNAs含量极显著低于扣心和初花打顶。打顶后涂抹BSM,烟叶中生物碱、硝酸盐和TSNAs的含量均较低。综合认为,在本试验条件下,施氮量210 kg/hm~2+现蕾打顶+0.3μmol/L BSM制剂的组合可有效降低上部烟叶TSNAs含量。     

仿生型信号分子对烟草硝酸盐、亚硝酸盐的抑制作用

硝酸盐、亚硝酸盐是烟草特有亚硝胺(TSNAs)的前体物。用源于取食烟草的寡食性昆虫口腔分泌物的仿生型信号分子(BSM)物质,在不同浓度下,对烤烟和白肋烟打顶后伤口进行涂抹处理,用比色法检测处理株和对照株烟叶中NO3-,NO2-的含量,并分析BSM对烟草NO3-,NO2-的影响。结果表明:BSM物质对烤烟和白肋烟打顶后叶片中NO3-,NO2-有不同程度的抑制作用;BSM处理对中部叶NO3-和NO2-含量影响大于上部叶、对NO3-的抑制作用强于NO2-;在白肋烟上,BSM对NO3-和NO2-含量的抑制程度与剂量有关,BSM的浓度越高,处理株中NO-和NO-含量越低。     

打顶及仿生信号分子对烟草氧化胁迫的影响

打顶对烟草植株是一种创伤,为明确这种机械创伤是否对烟草植株形成氧化胁迫,测定了非打顶株及打顶株在打顶后一定时间内叶片组织中的超氧阴离子(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)和超 氧化物歧化酶( SOD)的含量与活性,并分析了这些生化指标的变化;同时,在打顶后立即在烟株顶部涂抹仿生型信号分子BSM,测定了相关生化指标.结果表明:打顶能够激发烟草产生氧化胁迫;而外源BSM处理可以抑制打顶后烟草植株的氧化胁迫,减少了烟草叶片中O2-,H2O2,MDA的积累,SOD的活性增加,BSM是通过抑制氧化胁迫、减少了茉莉酸的合成,进而降低了打顶后烟草植株中生物碱的积累.     

打顶及仿生信号分子对不同烤烟品种氧化胁迫的影响

为研究仿生型信号分子（BSM）对不同烤烟品种氧化胁迫的影响,选取云烟87、翠碧1号（CB-1）、K326三个烤烟品种为供试对象,对不打顶（CK）、打顶（T1）及打顶后立即涂抹BSM（T2）不同处理后烤烟植株中超氧阴离子（O2-．）、过氧化氢（H2O2）、丙二醛（MDA）的含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性进行测定。结果表明,打顶后6h,云烟87、CB-1与K326的O2-．、H2O2含量较CK均表现出增加;96h后,3个烤烟品种的SOD活性亦较CK增强、MDA含量增加,说明打顶这种机械损伤使烟草植株出现了氧化胁迫。打顶后涂抹BSM,云烟87中的O2-、H2O2、MDA含量增加、SOD酶活性下降;而CB-1及K326中O2-．、H2O、MDA含量降低,SOD酶活性提高;表明BSM对CB-1及K326打顶后的氧化胁迫有缓解作用而对云烟87没有表现出缓解作用。     

不同栽培措施组合对白肋烟TSNAs含量及品质的影响

为揭示不同栽培措施组合对烟草特有亚硝胺(TSNAs)含量(质量分数)及品质的影响,采用正交试验研究了白肋烟品种、施氮量、仿生型信号分子(Bionics signal molecule,BSM)剂量三因素组合对上部烟叶TSNAs、生物碱、硝态氮、常规化学成分与感官品质的影响。结果表明:品种是影响TSNAs及其前体物生物碱含量的主要因素,低烟碱转化率品种TSNAs含量低于其他品种;施氮量对TSNAs及其前体物含量影响差异较大,施氮量210 kg·hm~(-2)时烟叶中生物碱、硝态氮以及TSNAs含量均低于施氮量270 kg·hm~(-2)和施氮量330 kg·hm~(-2)时的含量;打顶后涂抹BSM,上部烟叶的N-亚硝基降烟碱(NNN)和TSNAs总量均较低,烟叶的感官品质改善。因此,在湖北恩施白肋烟产区鄂烟1号LC、施氮量210 kg·hm~(-2)、0.1μmol·L-1BSM涂抹或鄂烟3号LC、施氮量210 kg·hm~(-2)、清水涂抹的组合表现较好,是降低白肋烟上部叶TSNAs含量的有效措施。     

打顶及施用植物生长调节剂对烟草内源激素的影响

采用盆栽试验,研究了打顸和施用植物生长调节剂对烟草几种内源激素的影响.结果表明,打顶能增加烟叶和烟草根系中的赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)的含量,明显降低吲哚乙酸(IAA)含量;打顶后施用植物生长调节剂则降低烟叶中GA3和ABA含量,明显增加烟叶和根系中IAA含量.因此,打顶引起了烟株内源激素含量的变化,打破了烟株内源激素的平衡,而打顶后施用植物生长调节剂则有利于烟株内源激素的平衡.     

打顶及施用生理调节剂对烤烟主要化学成分的影响

为探讨烤烟品质的生理调控措施,采用盆栽试验方法,研究了打顶和施用生理调节剂对烟叶主要化学成分的影响。结果表明,打顶显著降低（P〈0．05）烟叶钾含量,其下降幅度为13．2％～39．6％,显著（P〈0．05）提高烟叶烟碱含量,且中、上部烟叶烟碱含量成倍增加;打顶后施用生理调节剂则显著（P〈0．05）提高烟叶钾含量,其增加幅度为14．5％～23．6％,显著（P〈0．05）降低烟叶烟碱含量,其下降幅度为12．5％～34．7％;但打顶及施用生理调节剂对烟叶全氮、还原糖和蛋白质影响不显著（P〉0．05）。可见,打顶后施用生理调节剂能改善烤烟品质。     

烤烟烟碱累积特点研究

田间状况下对烤烟烟碱的累积特点研究表明,烟碱的累积与烤烟对氮素的吸收并不同步,氮的吸收强度在移栽后2个月左右达到最高峰,而此时,烟碱的累积才开始急剧增加,时间刚好发生在打顶之后,烟碱的最大累积强度发生在移栽后3个月左右。不同器官中,打顶前烟根烟碱含量高于烟叶,而打顶后烟叶远高于根系,烟茎中烟碱含量最低。单位重量的根系所合成的烟碱数量在打顶前变化不大,打顶后急剧增加。激素处理可以降低烟叶烟碱含量。      

打顶技术对烤烟产质量和生物碱组成的影响

通过田间试验，研究了东南烟区烤烟主栽品种K326，云烟85，翠碧1号在不同打顶处理条件下，烟叶产，质量和生成碱组成含量的变化，研究结果表明，适当推迟打顶，烟叶的落黄较低，烟株较长，有利于改善中下部叶的通风透光条件，易形成“腰鼓形”烟株，而且处理后的上部烟叶的比例和密度降低，厚度适中，组织结构较疏松，烟碱含量和微量生物碱与生物碱总量的比例及刺激性降低，整株，特别是上部烟叶的可用性得到提高。     

打顶后施用生长素和钾肥对烤烟根系性状及品质的影响

研究了不打顶(T1)、打顶(T2)、打顶+追施K₂SO₄(T3)、打顶+涂抹生长素1次(T4)、打顶+追施K₂SO₄+涂抹生长素1次(T5)、打顶+追施K₂SO₄+涂抹生长素2次(T6)共6种调控措施对烤烟根系性状、ATP酶活性、烟碱和钾含量、烤后烟叶中性挥发性致香物质含量及经济性状的影响。结果表明:与T2相比,打顶后30d根系干重的增幅依次为:T6(52.76%) > T5(22.33%) > T3(10.11%) > T4(8.55%),T3、T5、T6的根系活力明显提高,T6的ATP酶活性远高于其他处理。涂抹生长素和追施K₂SO₄肥对根系烟碱的合成具有一定的抑制作用;与T2相比,在打顶后30d烟碱的降幅依次为:T4(35.09%) > T6(31.58%) > T5(24.56%) > T3(15.79%)。随生育进程延长,根系吸收钾的能力逐渐降低;与T1相比,在打顶后30d各处理烤烟根系钾含量降幅依次为:T2(63.41%) > T4(60.98%) > T3(56.10%) > T5(50.00%) > T6(47.56%)。T6中性致香物质总量最高,各项经济指标值较优。打顶当天在茎断面涂抹生长素,并于根部灌施K₂SO₄肥,促进了烤烟根系生长和品质形成。      

打顶至调制结束白肋烟常规化学成分的变化

为探索提高白肋烟质量及其可用性的理论依据,采用标准方法测定了从打顶至调制结束2000年湖北鹤峰试验基地生产的白肋烟的总糖、总氮、氯、总挥发碱和总植物碱的含量.结果表明:①白肋烟中的总糖从打顶到调制前期急剧下降,此后变化不大;②除打顶到采收上部烟叶的总氮含量降低较快外,上、中、下部烟叶的总氮含量均变化不大;③上、中、下部烟叶的氯含量均较低,但总体上明显增加;④从打顶、采收至调制的前2周,上、中部烟叶的总挥发碱含量显著增加,此后增幅平缓.下部烟叶的总挥发碱含量变化不大,且除打顶后的10d外,明显低于上、中部烟叶;⑤上、中、下部烟叶的总植物碱含量均呈先增后降的变化趋势,即打顶到采收阶段急剧上升,调制期间缓慢降低.     

不同肥料运筹模式下采收时间对烤烟经济性状及品质的影响

为探讨不同肥料运筹模式下适宜的烟叶采收时间,以NC55为材料,设置了3种肥料运筹模式,分别为：氮磷钾肥全部作基肥施用（T1）;磷肥全部基施,氮肥和钾肥基追比例为7：3（T2）;磷肥全部基施,氮肥和钾肥基追比例为5：5（T3）;3个采收时间,分别为打顶后30 d（S1）、打顶后35 d（S2）、打顶后40 d（S3）,分析了不同处理对叶片SPAD值及烤后烟经济性状、化学成分和质量的影响。结果表明,相同肥料运筹模式下,随采收时间推迟,叶片SPAD值减小;烤后上等烟比例、上中等烟比例、均价和单叶重先增加后降低,均以打顶后35 d采收最高;但T3模式下的上中等烟比例、均价和单叶重打顶后35 d与40 d采收差异较小。随采收时间推迟,烟叶烟碱含量显著降低,还原糖含量显著提高,糖碱比和两糖比显著增加;烟叶总糖含量先增加后降低,打顶后35 d采收最高。不同肥料运筹模式下,氮钾追肥比例越高,SPAD值随采收时间下降幅度越小;氮钾肥基追比例为10：0、7：3和5：5的处理,分别在打顶后30、35和40 d采收感官质量总得分最高。可见,磷肥全部基施条件下增加氮钾肥追施比例推迟了烤烟的成熟落黄和获得最佳感官质量的采收时间。     

打顶对烟草叶片多酚代谢及其关键酶的影响

为明确打顶对烟叶多酚代谢的影响,本研究以红花大金元品种为材料,采用高效液相色谱法（HPLC）、紫外分光光度法和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）,对移栽后30 d（苗期）和85 d（现蕾后10 d）烟株进行打顶处理,分别检测中部叶（苗期为第4叶位,现蕾后10 d为第8叶位）中多酚类物质含量及其关键酶活性与基因表达。结果表明,与同时期未打顶处理相比,移栽后30 d打顶处理的烟叶中绿原酸等多酚类物质含量显著降低,PAL、PPO和POD活性升高,4CL活性降低,C4H活性无显著差异,PAL1、PAL4和4CL2表达量上调;移栽后85 d打顶处理的烟叶中多酚类物质含量显著升高,PAL、C4H、4CL和POD活性升高,PPO活性降低,PAL1表达量下调,4CL2表达量无显著差异。两个时期打顶处理烟叶中PAL2、PAL3、C4H和4CL1表达量均上调。以上结果表明,打顶诱导烟叶多酚生物合成与生育期有关;打顶后多酚类物质含量与PPO活性负相关,与4CL活性正相关。苗期打顶后烟叶中多酚含量降低,主要与多酚类物质的降解速率强于合成速率有关,而现蕾后打顶烟叶中多酚含量升高,主要与多酚类物质的合成速率强于降解速率有关。      

湖南烤烟上部叶质体色素的降解规律及与碳水化合物含量关系的初步研究

以K326为材料,研究了打顶后上部叶质体色素的降解规律以及与碳水化合物含量之间的关系。结果表明,烤烟上部叶质体色素的降解主要发生在打顶后30～45 d。其中,叶绿素、类胡萝卜素在此阶段的平均降幅分别达47.16%、58.10%。总糖在打顶初期有所降低,随后升高并趋于稳定,而淀粉在打顶后的30 d内一直表现为上升,随后下降。灰色关联度分析表明,生育后期与总糖关联程度较大的分别为类胡萝卜素/叶绿素(打顶后0、15 d)和类胡萝卜素(打顶后30、45 d),而淀粉则表现为叶绿素a(打顶后0 d)和总叶绿素(打顶后15 d),后期则是类胡萝卜素/叶绿素(打顶后30、45 d)。     

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。     

白肋烟烟碱的田间积累动态及其与海拔高度的关系

在两个海拔高度,设计7项试验,进行了白肋烟烟碱积累的动态研究。回归分析表明,打顶时上部叶烟碱含量平均为l%,然后急剧上升。烟碱含量的日平均增量,在打顶后第一个10d为0.175%,第二个10d为0.163%,第三个10d为0.133%,30d后日增量急降。打顶至斩株期间烟碱平均日增量为0.15%,二次曲线方程Y=0.20X_T-0.0015X_T2+0.97可以用作描述白肋烟打顶后烟碱积累的数学模型。海拔高度增加,烟碱积累速率降低。