烟叶白化对烤烟生理生化性状的影响

研究比较了白化烟株和正常烟株理化性状的差异。结果表明,白化烟株叶片干鲜比降低,叶绿体色素含量明显低于正常烟株,且叶绿素a的降解速度高于叶绿素b,叶绿素的降解速度高于类胡萝卜素。丙二醛和可溶性糖含量高于正常烟株,且可溶性糖含量差异极显著,而根系活力与正常烟株的根系活力差异不显著。白化烟株茎中的可溶性糖、还原糖和烟碱含量低,而淀粉含量高;下二棚叶片中总糖和还原糖的含量高于正常烟株,烟碱含量低于正常烟株,茎、叶中蛋白质和总氮含量差异不大。     

低钾胁迫下不同钙浓度对烟草钾吸收的影响

为探讨低钾胁迫下钙对烟株生长发育及钾素吸收的影响及其机制,通过室内水培法,以烟草品种K326为试验材料,设置2个钾水平和6个钙浓度,分别测定烟株生理特征、根系钙离子含量和ATPase活性及烟株各部位钾含量。结果表明,不同钾水平对烟株生长发育及钾吸收影响显著,低钾水平下的烟株地上部及根系物质量、烟株生理指标及各部位钾含量均低于常钾水平,低钾胁迫下烟株地上部及根系钾含量分别降低了71.80%~25.63%和88.68%~45.47%。同一钾水平下,随着钙浓度的升高,烟株各部位物质量、烟株生理指标、烟株各部位钾含量呈现先升高后降低的趋势。低钾胁迫下,烟株各部位物质量、叶片和根系可溶性蛋白含量、叶片POD和CAT酶活性及烟株各部位钾含量以钙浓度为5 mmol/L时表现最佳,其中根系钾含量达到7.323 mg/g。低钾胁迫显著影响烟株生长发育及钾吸收,外界适当的Ca²⁺浓度可以促进烟株K⁺吸收,但过高的Ca²⁺浓度则会对烟株K⁺吸收产生抑制,水培条件下钙浓度为5 mmol/L时最利于烟株生长发育及钾吸收。     

烟草花叶病发生与烟株矿质元素营养状况的关系

为明确矿质元素与烟草花叶病发生的关系,通过田间大样本调查了4 500株烟草关键生育期中花叶病发病率和病情指数,并测定了健康烟株与染病烟株的烟叶产量、主要农艺性状指标和矿质营养元素含量(质量分数)。结果表明:(1)与健康烟株相比,染病烟株茎叶干质量、株高、叶面积和叶片SPAD值等农艺性状指标均显著降低;烟株叶片干质量分别与花叶病发病率和病情指数呈显著负相关。(2)除微量元素Fe和Al外,健康烟株叶片中大量元素C、N、P、K和Ca、Mg、Cu、Zn、B、Mn 6种中微量元素吸收量均显著高于染病烟株;健康烟株K含量显著高于染病烟株,而矿质元素C、N、P、Fe和Al含量则均低于染病烟株。(3)烟株花叶病发病率和病情指数与叶片氮含量呈显著正相关,与叶片C/N比值呈显著负相关。因此,建议云南玉溪烟区对于烟草花叶病的防控,应重点关注前茬蔬菜生产中氮肥过量使用导致的后茬植烟土壤氮磷钾比例失衡和缺钾地块的钾肥补充。     

不同施氮处理对烤烟生长和植物碱积累的影响

采用田间试验、营养诊断与化学分析等方法,研究了2种氮肥优化措施对烟株氮素吸收和总植物碱积累规律的影响。结果表明,根据烟株最新平展叶硝酸根浓度诊断结果或根据烟株吸氮规律,决定氮肥施用量和施用时间,比常规措施减少施氮量20%～30%;调整氮肥施用时期,对烟株不同时期生物量积累的影响较小,但能够保证烟株在旺长期对氮素的吸收,明显减少烟株后期对氮素的吸收与积累,降低烟株总植物碱的合成与积累量,烤后烟叶内在化学成分较适宜。根据烟株氮素营养诊断推荐施氮,或根据烟株吸氮规律推荐施氮,均可减少烟株后期吸氮和降低总植物碱积累,同时能够保证烟叶品质。     

烤烟根腐病对烟株根际土壤真菌群落结构的影响

为从微生物生态学角度探求烤烟根腐病的发生原因并为其防控提供理论依据,利用Illumina MiSeq高通量测序分析了烟草根腐病发病和健康植株根际土壤真菌群落结构的差异,结果表明,烤烟根腐病发生对烤烟根际土壤真菌的丰富度有显著影响,其中健康和患病烟株根际土壤样品中真菌OTU数分别为904个和647个,健康烟株真菌OTU总数为患病烟株的1.40倍,特有OTUs数是患病烟株的2.59倍;患病烟株根际土壤真菌群落多样性水平显著低于健康烟株土壤,患病烟株根际土壤的Shannon、ACE和Chao1指数分别较健康植株降低了29.81%、40.12%和40.61%;同时,患病烟株与健康烟株根际土壤真菌群落的优势物种显著不同,患病烟株根际土壤中烤烟根腐病病原菌茄镰刀菌（F.solani）相对丰度较健康烟株根际土壤增加了303.45%,为健康烟株的4.03倍,且棘孢木霉（Trichoderma asperellum）和青霉菌（Penicillium raperi）的相对丰度亦较健康烟株分别增加了17.62%和50.46%。烟草植株根际土壤中真菌群落结构改变及物种多样性降低是烤烟根腐病发生的重要特征。研究可为该病害的早期预防或生态调控提供科学依据。     

基于FUNGuild的镰刀菌根腐病发病烟株根际真菌群落研究

为了解镰刀菌根腐病发病烟株与未发病烟株在根际真菌群落结构与功能上的差异,联合应用高通量测序和FUNGuild技术研究了镰刀菌根腐病发病烟株与未发病烟株根际土壤中的真菌群落,结果表明:（1）镰刀菌根腐病发病烟株根际真菌群落的Shannon指数为4.14,而未发病烟株则高达4.71,未发病烟株根际真菌群落多样性显著高于发病烟株,镰刀菌根腐病发病烟株与未发病烟株根际土壤中的真菌群落在组成上有显著差异;（2）镰刀菌根腐病发病烟株根际真菌以病理营养型为主,占54.64%,而未发病烟株根际真菌则以腐生营养型为主,占46.10%;（3）镰刀菌根腐病发病烟株根际的病原菌相对丰度为30.73%,显著高于未发病烟株的1.12%,镰刀菌在病原菌群落中占绝对优势地位。高通量测序与FUNGuild联用可对土传病害感病烟株的根际优势病原真菌群落进行准确鉴定,可为烟草病害的防控提供科学参考。      

感染青枯病与黑胫病烟株的根际土壤、根及茎秆微生物代谢特征分析

为明确感染青枯病、黑胫病烟株的根际土壤、根及茎秆中微生物代谢特征,采用Biolog-ECO代谢表型技术研究了微生物群落对6类31种碳源的代谢情况。结果表明：(1)同一烟株的根际土壤、根、茎秆中微生物的碳源代谢能力依次减弱;烟株感病后根和根际土壤中微生物对6类碳源的利用率无显著变化,茎秆微生物对多聚物类、氨基酸类和酚类碳源的利用率提高。(2)感染青枯病、黑胫病烟株根和根际土壤微生物均能代谢31种碳源;感染青枯病烟株茎秆微生物对除2-羟基苯甲酸以外的30种碳源均能正常代谢;感染黑胫病烟株茎秆微生物不能代谢D-甘露醇、葡萄糖-1-磷酸盐、D-葡萄糖胺酸等10种碳源。(3)感染黑胫病烟株的根和根际土壤微生物的平均颜色变化率（Average well color development,AWCD）显著低于健康烟株,茎秆微生物AWCD值略高于健康烟株;感染青枯病烟株茎秆微生物的AWCD值显著高于健康烟株,根和根际土壤微生物AWCD值与健康烟株无显著差异。(4)感病烟株的根和根际土壤微生物的香农-威纳指数（Shannon-Wiener）、辛普森指数（Simpson）和皮诺（Pielou）指数较健康烟...     

不同生态条件下的烤烟硼营养研究

在我国7个主产烟省采用"统一栽培法",研究了各生态条件下烤烟营养中硼的积累与分配规律.试验结果表明,烤烟叶片、烟杈(芽)中硼含量明显高于根、茎,其含量以北方高于南方;而根、茎中硼含量正好相反.硼素的积累过程呈明显的Logistic生长曲线关系.大田生长前期南北烟区烟株中硼素积累特征基本一致,但在栽后30 d以后北方烟区烟株中积累量和积累速率远远高于南方烟区.烟株中硼素积累量占全株总积累量的比例为栽后60 d以前南方烟区高于北方烟区,以后则是北方烟区高于南方烟区.在我国南北烟区烟株含硼量(浓度)无明显的差异,但硼积累量差异明显.土壤pH、全氪和速效氮对烟株硼的积累有一定的促进作用,土壤有机质升高则对烟株中硼的积累不利;平均气温、最高温度、10cm地温和日照时数与烟株硼的积累呈正相关.     

烟草植株静态虚拟模型的研究

应用FastSCANTM三维激光扫描系统对田间生长烟株的叶片进行了测定,误差分析结果表明所采集的数据能精确描述烟叶几何形态。通过构建算法解决了烟叶褶皱区域坐标数据缺失的问题。由于测定烟株各叶片时采用了同一坐标系,因而获取的数据也反映了烟株叶片间实际的空间位置关系,使得基于采集的数据所构建的两个品种不同生长阶段的烟株静态虚拟模型,能够精确地表征田间烟株的形态结构特征。该研究为进行烟株冠层空间辐射分布模拟、烟草理想株型的定量化评估等建立了基础。     

打顶和施用NAA对烟株生长、烟碱合成和钾素吸收的影响

研究了烟株打顶与不打顶,以及打顶后使用外源生长调节物质萘乙酸(NAA)对烟株干物质积累、烟碱合成和钾素吸收的影响.结果表明,烟株打顶后施用外源NAA能促进烟株的干物质积累,减少烟碱合成量,提高钾素吸收量和利用率,并减少烟叶中钾素后期外排量.不打顶处理虽然烟株干物质积累总量未降低,但烟叶中干物质积累量明显减少,烟株的烟碱合成和烟叶中的积累量明显减少,同时钾素吸收量和利用率也显著降低.     

水分胁迫对烤烟生理特性和光谱特征的影响

为明确烤烟在不同水分条件下的生理生态响应,通过盆栽试验研究了水分胁迫和复水对烤烟生理特性和光谱特征的影响。结果表明:干旱胁迫下烤烟叶片叶绿素和可溶性蛋白质发生降解,光合速率和蒸腾速率下降,导致干物质积累量降低;干旱胁迫后复水叶片光合速率和蒸腾速率有所回升,表现出一定的补偿效应。渍水胁迫亦严重影响烤烟叶片生理功能,造成叶片膜质过氧化程度加重,其危害程度甚至大于干旱胁迫。干旱和渍水胁迫均提高了可见光460～670 nm范围内的植株光谱反射率,而降低了近红外780～1050 nm范围内的光谱反射率。因此,光谱特征可作为诊断烤烟水分胁迫程度的重要手段。     

干旱胁迫下钾对烤烟生长及抗旱性的生理调节

严重干旱胁迫条件下烟株的生长明显受阻，产量下降。增施钾肥可提高烟叶中钾的含量，增加干物质积累，并能使叶片中的各种化学物质充分转化、含量协调，从而提高了干旱条件下烤烟的产量，并能改善品质。钾素的生理调节机理是增强烤烟叶片的保水力，降低失水速率和蒸腾速率。细胞膜在干旱条件下保持其完整性，表现为叶片的相对电导率和伤害率下降。另外，干旱胁迫下钾素能够增强烟株对超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的调节，有利于消除活性氧自由基，减轻了干旱胁迫对细胞膜的伤害，从而增强烤烟的抗旱能力，并使恢复供水后的烟株迅速恢复生长。     

生物炭对烟草幼苗氯化钠胁迫的缓解效应

  目的  研究外源添加生物炭对烟苗NaCl胁迫的缓解作用。  方法  以烤烟品种K326为供试材料,通过盆栽试验,施用150 mmol/L NaCl溶液进行盐胁迫,设置0、10、20和30 g/kg生物炭添加量,以不加盐和生物炭为对照（CK）,通过检测烟株生物量、水分含量、抗逆生理指标及矿质元素含量等,明确生物炭对烤烟盐胁迫的缓解作用。  结果  盐胁迫导致烟株发育迟缓,叶片含水率降低,自由水与束缚水比值降低,添加20~30 g/kg生物炭可显著提高烟株干鲜重,提高叶片的相对含水率,提高自由水与束缚水的比值。在同一时期,盐胁迫下添加20 g/kg生物炭可显著提高叶片叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素总量;而添加30 g/kg生物炭显著降低了丙二醛（MDA）和H₂O₂含量;同时,盐胁迫增加了叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,加入生物炭后SOD和POD酶活性显著降低。与CK相比,盐胁迫下烟株地上部Ca2+、K+和Mg2+含量分别下降34.36%、15.04%和11.37%,Na+含量增加542.90%,而在移栽后75 d,添加30 g/kg生物炭烟株地上部Ca2+含量增加34.05%,Na+含量降低54.99%。  结论  外源添加生物炭可以改善盐胁迫下烟草叶片水分状况、促进根系发育和烟株生物量积累,缓解由盐胁迫导致的活性氧增多引起的膜脂过氧化反应,调节烟株地上部的离子平衡,本研究中以添加20~30 g/kg生物炭对150 mmol/L NaCl胁迫下烟草生长的缓解效果较好。      

烟草需水规律研究进展

烟草生长与水分关系以及灌溉调控技术是目前烟草需水方面的研究重点,为烟草生产灌溉提供了重要的理论基础。从烟草需水研究方法、影响因素、不同生育期需水动态规律等方面综述了国内外烟草需水规律研究进展,并展望了今后一定时期的研究方向,指出应探索新研究方法,进行不同生态类型大田实际情况下烟草需水规律研究,提高我国烟叶的产量和质量。     

不同叶位和离体失水时间对烤烟叶片保水能力的影响

为阐明叶位和离体时间对烤烟叶片保水能力的影响。以2个田间抗旱性不同的烤烟品种豫烟6号和农大202的离体叶片为材料,采用离体叶片自然失水法,研究了不同叶位和离体时间对叶片失水率、抗氧化酶活性、激素和抗逆胁迫响应基因表达的影响。结果表明:5个不同叶位的失水率为离体0~24 h较高,24 h后失水速率逐渐变缓,叶位间差异不显著,农大202失水率显著高于豫烟6号;离体叶片内抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性、可溶性蛋白含量、脱落酸（ABA）含量均在离体24 h时达到最高值,丙二醛（MDA）含量也在24 h后增速变缓;4个胁迫响应基因（AREB、CDPK2、ERD10C、LEA5）相对表达量也在24 h达到最高,说明烤烟叶片离体24 h生理代谢反应最强,2个品种在离体24 h各指标差异最大。因此,烤烟叶片保水力与取样叶位关系不大,离体叶片失水24 h为测定烟草保水力的合适时间。      

不同生育期水分胁迫对烤烟生理特性及化学品质的影响

采用盆栽试验研究了不同生育期水分胁迫对烤烟生理特性及品质的影响.结果表明,烤烟成熟期不同水分处理的中部叶和上部叶蛋白质、烟碱、总氮含量增加;总糖、还原糖含量降低且土壤干旱比水分过多时下降的多,使得烟叶的品质降低;糖碱比、氮碱比、施木克值以轻度干旱(65%处理)较合理.在烤烟不同生育时期,土壤干旱或水分过多,丙二醛含量、SOD活性、脯氨酸含量升高.土壤干旱或水分过多会导致其根系活力和光合速率下降,最适宜的土壤相对含水量在烤烟生长的团棵期、旺长期、现蕾期和成熟期分别为65%、80%、80%和65%.     

水涝胁迫对烤烟化学品质的影响

采用三因素三水平复裂式区设计,以烤烟品种Ｇ－８０为材料研究了不同淹水处理下烟叶化学品质的变化。结果表明,各种淹水条件下,烟株各部位烟叶中的总氮含量显著高于对照,而可溶性糖、钾和钾／氮显著低于对照。在烟草生育期、淹水时间和淹水深度三因素中,以淹水深度对烟叶化学品质影响最大,其次是淹水时间,再次是生育期。处于旺长期的烟株对水涝最敏感,此不烟叶化学品质下降最严重。而且各生育期淹水,烟叶的化学品质随淹水时间、淹水深度的增加呈显著下降趋势。     

干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理特性的影响

  目的  为明确干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理基础的影响。  方法  采用盆栽试验方法,以耐旱型烤烟品种“豫烟6号”和水分敏感型“豫烟10号”为试验材料,设置正常供水、轻度干旱、中度干旱、轻度干旱后复水和中度干旱后复水5个处理,比较分析干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理特性的影响。  结果  （1）随着干旱的加剧,两个烤烟品种生长受到抑制,生理性能下降,株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、有效叶片数、根系干重和单株干重均降低或显著降低,叶绿素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSII最大光能转化效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）均显著降低,而非光化学猝灭系数（NPQ）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均显著增加;与正常供水相比,豫烟10号在干旱胁迫下各指标变化幅度大于豫烟6号,对干旱较敏感。（2）干旱胁迫后复水,与干旱处理结束时相比,两个烤烟品种生长得到明显恢复,光合作用增强,抗氧化系统平衡得到明显改善。豫烟10号在干旱胁迫后复水各指标变化幅度均大于豫烟6号,干旱胁迫后复水恢复较好。  结论  在干旱胁迫下,两个烤烟品种的生长和生理性能均受到不同程度的抑制,且均与正常供水处理间差异显著;复水后,两个烤烟品种的生长及其生理性能均得到不同程度的恢复,其多数指标均以中度干旱胁迫后复水处理恢复较好,且与正常供水处理无显著差异。      

普通烟草抗渗透胁迫基因NtP5CS的克隆与表达分析

从普通烟草中克隆脯氨酸合成的关键酶基因P5CS,分析其序列特征、进化关系、表达模式,以期为烟草的抗逆研究奠定基础。设计兼并引物获得P5CS基因中间片段,利用RACE技术扩增其全长cDNA;采用生物信息学技术分析该基因的序列结构及其编码蛋白的保守域及基本特性;利用RT-PCR研究其表达模式。从受干旱胁迫诱导的普通烟草品种中烟14中克隆到全长为2584bp的烟草P5CS基因,命名为NtP5CS,GenBank登录号为HM854026,开放读码框为2160 bp,编码719个氨基酸。经Blast同源性比对分析,该序列与番茄tomPRO2基因在核苷酸和氨基酸水平上高度同源。系统进化树分析显示,NtP5CS与番茄tomPRO2基因可能是直系同源基因。RT-PCR分析表明,干旱、低温、ABA、高盐等胁迫条件均可诱导NtP5CS基因的上调表达,且在旺长期和胁迫条件下根和叶中表达量最高。首次从普通烟草中克隆得到P5CS基因,该基因对水分胁迫响应,可能参与普通烟草抗渗透胁迫反应。     

不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量的光谱响应

  目的  精准、快速、无损监测烤烟叶片钾素营养水平。  方法  设计不同程度的干旱和渍水胁迫试验,以K326、中烟100为供试品种,探索不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量与光谱信息的变化规律,筛选烟叶钾含量的敏感光谱特征变量及光谱参数,构建烟叶钾含量预测模型。  结果  （1）随水分胁迫程度的加重,在近红外光区,烤烟叶片钾含量和叶片光谱反射率的值在伸根期均表现为升高趋势,在旺长期与成熟期表现为降低趋势。（2）以利用本文筛选出的8个最佳敏感光谱指数（mSR705、SDr、DVI、MSAVI2、λg、Dr、NDSI（2275,1875）、RDVI）构建的BP神经网络模型效果最好,模型决定系数R2=0.9336,RMSE（均方根误差）为0.1348。  结论  可利用光谱参数构建烤烟钾含量BP神经网络模型,模型稳定、精度较好。可为实时精准监测烤烟叶片钾含量,及时了解土壤水分环境提供技术支撑。