不同类型烟草种质的烟碱含量变化与相关基因表达水平

为研究不同类型烟草种质的烟碱含量变化规律与相关基因的表达情况,以烤烟K326、香料烟巴斯玛、白肋烟TN90、晾烟马里兰为材料,采用荧光定量PCR技术,测定了烟草不同生育时期上部叶、中部叶、下部叶的烟碱含量与烟碱代谢过程中相关基因PMT、QPT、CYP82E5V2、A622的表达水平。结果表明,随着生育期的推进,烟碱含量缓慢上升,打顶后急剧增加,除巴斯玛打顶后还继续上升外,K326、TN90和马里兰烟均表现为:打顶后烟碱含量急剧增加,后缓慢下降,再渐趋平稳。不同类型烟草种质的PMT在不同生育期均有表达,苗期PMT表达量较高,其变化趋势与烟碱含量的基本一致;QPT在烟草发育前期表达量较高,而后下降,至打顶前1周表达量出现一个峰值,打顶后表达量持续增加,与烟碱含量变化呈正相关;CYP82E5V2表达量在不同生育时期均维持在较高水平,呈波浪型,生长旺期时表达量上升,打顶前后均出现峰值,但巴斯玛成熟期时其表达量下降,打顶前CYP82E5V2表达量与烟碱含量变化呈正相关,打顶后期至成熟期两者呈一定程度的负相关;K326和马里兰烟的A622表达量呈波浪型上升,至成熟时仍维持较高水平,而TN90和巴斯玛在打顶前后1周表达量较高,后表达下降再上升,成熟时表达量较低,与烟碱含量变化无明显一致性。     

不同烟草品种绿原酸含量变化研究

研究了16个烟草品种生长发育过程中绿原酸含量的动态变化,比较了采收时不同品种烟叶绿原酸含量的差异。结果表明:烟草发育过程中绿原酸呈四种变化趋势,G70、H80A、VA116和湄潭大蛮烟呈上升趋势,巴斯玛、青梗、GDH02、GDH88、南江三号和红花大金元呈上升-下降-上升趋势,TN90、K326和NC82呈"M"型变化趋势,马里兰烟、永胜晒烟和G80呈"W"型变化趋势;烟草成熟时,除了南江三号与G80之间,以及H80A与马里兰烟之间不存在显著差异外,其余材料间均存在极显著差异,烤烟类型品种K326绿原酸含量最高,为28.544 mg/g,烤烟类型品种GDH88绿原酸含量最低,仅为12.004 mg/g。     

转录因子NtMYC2 b参与烟草烟碱含量杂种优势形成的机制研究

为探讨bHLH转录因子家族成员MYC2b基因与烟叶中烟碱含量及烟碱含量杂种优势表现的相关性,利用RT-qPCR分析NtMYC2b基因与烟碱合成途径关键酶基因的表达,测定烟碱含量和烟碱杂种优势表现。结果表明,移栽后80 d,NtMYC2b在烟草亲本GDH88和巴斯玛根部的表达量较移栽后66 d上调,其根和叶中烟碱含量增加,杂交种根中NtMYC2b、鸟氨酸脱羧酶基因(ODC)、精氨酸脱羧酶基因(ADC)、N-甲基转移酶基因(PMT)、N-甲基腐胺氧化酶基因(MPO)的表达量相对于亲本平均表达量均明显上调,且除MPO外,NtMYC2b与ODC、ADC、PMT、QPT(喹啉酸磷酸核糖转移酶基因)在强优势组合VA116×巴斯玛中的相对表达量均明显高于弱优势组合VA116×GDH88,根和叶中烟碱含量及其杂种优势表现也具有相同的趋势,表明NtMYC2b参与了烟碱的合成,还可能参与了烟碱含量杂种优势的形成。相关性分析表明,在亲本根部,NtMYC2b表达量与PMT表达量呈显著正相关;在杂交种根部,NtMYC2b表达量与ADC、MPO表达量呈显著正相关;在杂交种叶片中,NtMYC2b表达量与烟碱含量杂种优势呈显著正相关,PMT表达量与ODC、ADC表达量均呈显著正相关。关键酶基因启动子序列分析表明,ADC中含有1个MYC结合位点和1个G-box元件;PMT中含有7个MYC结合位点和1个G-box元件。推测NtMYC2b可能通过与ADC、PMT的顺式元件MYC结合位点或G-box元件特异性结合调控ADC、PMT的表达,进而促进烟碱的合成,且NtMYC2b还参与了烟碱含量杂种优势的形成。     

烤烟打顶前后烟株钾素及有机物含量变化特征的研究

以K326为试验材料,研究了打顶前后各叶位烟叶不同组织中钾素和其他有机物的含量,了解烟叶成熟过程中钾素的运输、分配和积累规律及其他有机物代谢过程的影响。结果表明:打顶前,各部位烟叶的钾含量表现缓慢上升,打顶后,各部位烟叶钾含量大幅下降;在整个成熟期,支脉的烟碱含量高于主脉,打顶对烤烟各叶位的主脉、支脉、烟茎烟碱含量影响不大;打顶前,烟株各器官还原糖含量逐步升高,打顶后,还原糖含量继续上升,80～90 d时各器官还原糖含量开始回落;打顶后,上部叶和下部叶非还原糖含量急剧上升,中部叶含量大幅下降,打顶后20 d,大部分器官非还原糖含量开始回落。     

打顶对糖信号物质诱导烟碱积累的影响

研究了烤烟K326打顶前后上部叶、烟茎形成层以外组织和根系中总糖和果糖含量的变化;以及这些变化对烟碱生物合成和蛋白质含量变化的影响.结果表明:打顶后,上部叶和茎形成层以外组织中总糖和果糖含量变化趋势一致,均先下降后上升;根中则在打顶后第3天达到最大值.根中蛋白质含量在打顶后持续上升.打顶后上部叶、根系中烟碱含量都是持续上升,其中打顶后1～3 d含量上升幅度最为明显.打顶后根系中果糖与烟碱含量的变化趋势相同,蛋白质含量的升高稍微滞后于果糖.因此,果糖作为信号物质促进了根系中烟碱的生物合成.     

钾营养调控烟草烟碱生物合成关键基因研究

为明确钾营养供应对烟碱生物合成的影响规律,采用定量PCR和气相色谱-质谱联用法,研究不同供钾量条件下,烟草叶片烟碱含量和根系腐胺N-甲基转移酶(PMT)与喹啉酸磷酸核糖基转移酶(QPT)的表达情况。结果表明,低钾供应会增加烟叶的烟碱含量、促进根系PMT基因的表达;高钾供应对烟叶的烟碱合成和根系的PMT基因表达具有明显的抑制效应。低钾处理后再恢复正常钾供应水平,可显著降低由低钾供应对烟碱合成和PMT基因表达的促进作用。不同的供钾水平同样影响QPT基因的表达水平,但与烟碱积累量的变化不存在明显的相关性。因此,烟草植株的烟碱含量受供钾水平的影响,钾可能通过控制根系腐胺N-甲基转移酶基因的表达来影响烟叶中烟碱的积累。     

利用半定量RT-PCR检测烟碱生物合成的方法

将水培65 d的烟株进行打顶处理,测定打顶和不打顶烟株上部叶的烟碱含量。分别提取根中总RNA,利用腐胺-N-甲基转移酶(PMT)基因特异引物进行actin做内参的半定量RT-PCR,分析打顶前后PMT转录水平。结果表明,上部烟叶烟碱含量和腐胺-N-甲基转移酶基因表达量的变化趋势是一致的。     

不同烤烟品种烟碱与钾含量变化及分类比较

采用定点试验与品种示范试验相结合的方式栽培K326、NC82、云烟87和南江3号4个品种,研究不同烤烟品种烟碱含量与钾含量在该烟区的表现.结果表明,K326、NC82和云烟87下部叶烟碱含量均适宜,南江3号含量偏低;K326和云烟87中部叶烟碱含量适宜,NC82和南江3号含量偏低;NC82和南江3号上部叶烟碱含量适宜,K326和云烟87烟碱含量偏高.参试品种下部叶钾含量均大于2.0％,中、上部叶均小于2.0％.南江3号下部叶和上部叶烟碱含量与K326、云烟87差异显著,K326中部叶烟碱含量与NC82、南江3号差异极显著;参试品种下部叶和中部叶钾含量均无显著性差异,K326上部叶中的钾含量与NC82差异极显著.采用聚类方法将烟碱与钾进行分类,第Ⅰ类中南江3号的烟碱含量最低,与其余品种呈极显著差异,第Ⅱ类和第Ⅲ类中云烟87烟碱含量最高,与NC82、南江3号呈极显著差异;第Ⅱ类和第Ⅲ类中的云烟87与南江3号钾含量差异最大,两者均呈极显著差异.     

不同氮形态打顶前后对烤烟生长及烟碱合成的影响

为研究不同氮形态对烤烟生长及烟碱合成的影响,本研究以K326为供试材料,研究了不同铵态氮和硝态氮配比（铵硝比）处理对烤烟生长发育,打顶前、后烟叶烟碱含量及烟碱合成关键酶活性的影响。研究结果表明,铵硝比50/50可以显著促进旺长期和成熟期烤烟株高;铵硝比为97/3的处理可以显著增高打顶前、后烤烟中、上部叶烟碱含量,显著增高烤烟根系打顶前、后烟碱合成关键酶 腐胺N-甲基转移酶 (PMT) 和鸟氨酸脱羧酶 (ODC) 活性。因此铵硝比的增高可以通过促进烟碱合成酶活性提高来促进烟碱合成进而提升烟叶烟碱含量,本研究旨在为烟草生产过程中采取适宜的铵硝比提供理论依据。     

打顶时间和留叶数对K326产质量的影响

[目的]研究不同打顶时间和留叶数对K326产量和质量的影响,为优化K326栽培措施提供参考依据。[方法]通过田间试验,设9个不同打顶时间和留叶数处理,对烤烟农艺性状、经济性状、内在化学成分、外观质量、感官评吸质量进行分析。[结果]随着留叶数的增加,烟株株高、产量增加,叶面积、烟碱、总钾含量显著降低;产值、均价、上等烟比例以留叶数16片处理最好;初花期打顶,产量、产值、均价、上等烟比例、烟叶感官质量最高;总糖、还原糖含量以留叶数16片处理最高。[结论]综合农艺性状和经济性状分析显示,在皖南烟区,初花期打顶、留取16片有效叶有利于提高K326产质量。     

打顶时期与有效留叶数对烤烟产量及质量的影响

为提高烟叶的产量及质量,以K326烤烟品种为试验材料,在泸西烟区进行不同打顶时期和有效留叶数试验,研究不同打顶时期、有效留叶数对烤烟农艺性状、经济性状及烤后烟叶质量的影响。结果表明:有效留叶数相同时,随着打顶时间的推迟,烤烟的株高和茎围增大,最大叶长和最大叶宽逐渐减小,产量和产值先升后降,糖含量及化学成分协调性得分、感官评吸指数和得分呈现先增后降的趋势;打顶时间一致时,随着有效留叶数的增加,烤烟的株高增大,茎围、最大叶长和最大叶宽减小,产量增加但产值略有下降,糖含量增加,总氮、烟碱和钾离子含量降低,化学成分协调性和感官评吸质量变化规律不明显。K326品种烤烟选择初花打顶、有效留叶数18片处理的上等烟比例、均价和产值最高,烤后烟叶化学成分较协调,吸食品质较佳。     

打顶对烤烟植株钾素代谢和钾离子通道基因表达的影响

 【目的】定量检测打顶对烟株钾离子通道基因表达的影响,为从分子水平上研究打顶对烟草钾素营养调控机理提供理论依据。【方法】在盆栽基质培养条件下,利用实时荧光定量PCR技术检测了打顶后（1 h、5 h、24 h和14 d）烟株钾离子通道基因表达的变化,并通过酶联免疫法分析烟株内源激素的含量。【结果】与不打顶处理比较,打顶能够降低整株钾累积量,有利于钾素向叶和根中分配;能够抑制NKT1和NTORK1基因在叶中表达,诱导其在根中表达。NKT1叶中表达量高于根,NTORK1在打顶后24 h内叶中表达量高于根,打顶后14 d根中表达量高于叶。根中钾离子通道基因表达是调控根系钾素累积和决定地上部K+浓度的关键。打顶有利于K+从根系细胞质膜中流出,导致由根系向地上部运输的K+减少,从而使烟叶中钾累积量降低。打顶对钾离子通道基因表达的调控作用与烟株内源激素水平变化有关,打顶后叶中IAA含量降低,根中IAA含量增加,其中14d时根中IAA比不打顶处理增加了140.7%。【结论】打顶后烟株内源激素水平变化可能是调控钾离子通道基因表达的主要原因,而钾离子通道基因表达的变化直接影响着烟株体内钾素累积和分配。     

添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响

为探究添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响,以烟草品种K326为材料,从细胞组织结构、基因表达以及物质代谢3个层面进行了系统研究。超微结构分析表明:中部叶成熟早期,不施生物炭处理的烟叶淀粉粒积累较多,随着叶片成熟降解更快。基因表达分析显示:打顶后,糖、淀粉代谢相关基因表达逐渐增强,氮代谢相关基因的表达减弱。中部叶成熟后期,添加生物炭越多,相关基因表达越强。物质代谢分析表明:打顶后,添加生物炭处理的总糖、还原糖含量降低,调制后,糖含量较高。打顶及调制后,添加600 kg/hm2生物炭处理的淀粉含量较高。添加生物炭后,总氮、烟碱含量增加,调制后差异变小,这说明添加生物炭对烟叶碳氮代谢有较大影响,进而影响烟叶品质。     

添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响

为探究添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响,以烟草品种K326为材料,从细胞组织结构、基因表达以及物质代谢3个层面进行了系统研究。超微结构分析表明:中部叶成熟早期,不施生物炭处理的烟叶淀粉粒积累较多,随着叶片成熟降解更快。基因表达分析显示:打顶后,糖、淀粉代谢相关基因表达逐渐增强,氮代谢相关基因的表达减弱。中部叶成熟后期,添加生物炭越多,相关基因表达越强。物质代谢分析表明:打顶后,添加生物炭处理的总糖、还原糖含量降低,调制后,糖含量较高。打顶及调制后,添加600 kg/hm2生物炭处理的淀粉含量较高。添加生物炭后,总氮、烟碱含量增加,调制后差异变小,这说明添加生物炭对烟叶碳氮代谢有较大影响,进而影响烟叶品质。     

烤烟K326成熟进程中烟碱、蛋白质含量的变化

本文研究烤烟K326成熟进程中上、中、下部叶的总烟碱、总蛋白质的动态变化规律，为烤烟的适熟采收提供理论依据。试验结果表明：打顶后烟碱含量与打项后天数呈极显著正相关，总烟碱的含量随打顶后成熟度的增加逐渐增加；蛋白质含量与打顶后天数呈极显著负相关，总蛋白质的含量随打顶后成熟度的增加逐渐降低；选择合适的采收时间可控制烤烟中的含氮化合物的含量。     

打顶、留叶对K326烟叶产量及质量的影响

K32 6打顶、留叶试验表明 ,烟株含蕾打顶、留叶 19- 2 0片·株 -1,烟叶产量和产值最高 ,均价和上等烟比例居第 2位 ,但各部位烟叶特别是上部叶烟碱含量显著偏高 ;烟株初花打顶、留叶 19- 2 0片·株 -1,烟叶产量和产值居第 2位 ,均价和上等烟比例居第 3位 ,中下部叶烟碱含量适中 ,但上部叶烟碱含量显著偏高 ;初花打顶、留叶 2 1- 2 2片·株 -1,烟叶产量和产值居第 3位 ,而均价、上等烟比例及上中等烟比例最高 ,各部位烟叶烟碱含量最适中 ,也最符合卷烟工业配方需求     

顶端调控技术对烤烟K326品质和部位结构比例的影响

为了提高烤烟品种K326上部叶的可用性,以常规打顶为对照,设置打叶留茎、打叶留花、打叶留花+抑芽剂处理,研究了顶端调控对K326烟叶化学成分、部位结构、经济性状和评吸质量等的影响。结果表明:与常规打顶相比,打叶留花、打叶留茎、打叶留花+抑芽剂处理烤后烟叶产量和产值稍有下降,均价分别提高4.41%、2.94%、1.23%,上等烟比例提高4.80、-2.20、-5.20个百分点,上部叶比例分别下降4.30、8.30、0.70个百分点,中部烟比例分别提高4.50、2.30、-3.30个百分点,上部叶烟碱含量分别下降33.63%、20.49%、25.74%,对中、上部叶均有明显的增糖降碱作用,能够改善上部叶评吸质量,使上部叶焦甜感风格突出,香气量足,杂气较少,烟气细腻。综合分析,以打叶留花处理效果较好。     

湖南浓香型特色烤烟品种的香气前体物与致香物质含量分析研究

湖南浓香型特色烤烟品种的香气前体物与致香物质含量分析研究结果表明,烟草香气前体物中叶绿素的最大积累量以湘烟3号和云烟87最高,湘烟3号和K326相当。成熟后期的类胡萝卜素含量相比,湘烟3号降解量较大,云烟87较小。烟碱含量的品种间差异与可溶性蛋白含量相似,品种间以湘烟5号和云烟87含量较高,湘烟3号和K326较低。烟碱含量以湘烟5号和云烟87含量较高,在烟叶成熟后期不同品种均处于较低的水平。品种间氨基酸含量在叶龄30 d和45 d差异显著,其他时期品种间相差不大。品种间多酚含量以湘烟3号最高,其次是湘烟5号,云烟87最低。烟叶石油醚提取物以湘烟3号最高,云烟87最低,湘烟5号和K326相当。特别是在烟叶成熟后期,石油醚提取物积累量大。中性挥发性香气物质总量以湘烟3号最高,K326略高于湘烟5号,云烟87最低,与新植二烯一致。总体来看,湘烟3号的香气品质最优,K326略高于湘烟5号,云烟87最低。综合品种表现来看,湘烟3号在各个方面表现最优,湘烟5号和K326略优于对照云烟87。     

烟叶烟碱含量与腐胺N-甲基转移酶基因表达间的相关性

为探明烟碱合成与积累机制,采用大田试验方法,测定云烟87和红花大金元在四川省6个产区烤后烟叶的烟碱含量,检测其在旺长期、现蕾期及成熟期PMT基因的表达量,并分析PMT基因表达量与烟碱含量之间的相关性。结果表明:四川不同产区不同烤烟品种的烟碱含量差异较大,云烟87和红花大金元在古蔺烟区烟碱含量最高,分别为3.40%和4.37%;云烟87在米易烟区烟碱含量最低,为1.27%,红花大金元在会理烟区烟碱含量最低,为1.36%。经相关性分析,2个品种的烟碱含量均与成熟期PMT基因表达量呈极显著正相关,与现蕾期基因表达量呈显著(红花大金元)或极显著(云烟87)正相关。PMT基因表达量是影响烟碱含量的决定因素之一。     

几个烟草品种辅酶Q10含量的比较

研究了6个烟草品种(中烟98、中烟99、中烟100、心叶烟、NC89、K326)的叶片和根系中的辅酶Q10含量.结果表明:在烟草幼苗叶片中,以中烟98辅酶Q10含量最高,NC89 次之,心叶烟最低;在烟草幼苗根系中,以中烟99辅酶Q10含量最高,NC89和心叶烟次之,K326最低;中烟99、中烟100、K326、NC89、心叶烟等5个品种的根系辅酶Q10 含量均明显高于其叶片中辅酶Q10的含量.