烤烟烟叶腺毛及其分泌物研究进展

烟叶腺毛密度及其分泌物对烟叶香气有重要作用,因此腺毛密度及其分泌物在烟草研究中具有重要意义。综述了烟叶腺毛类型、腺毛分泌物的主要化学成分和烟叶腺毛密度和分泌物的影响因素,以及腺毛分泌物的主要化学成分与烟叶香气的关系。展望了烟叶腺毛及其分泌物的研究方向和途径,提出烟叶腺毛及其分泌物研究的意义和目的。以期为烤烟烟叶腺毛密度及其分泌物的进一步研究提供参考。     

超量表达AtBAS1基因影响烟草叶片腺毛发育

烟叶腺毛是烟草(Nicotiana tabacum)香气物质合成的主要场所,对烟叶的香气品质有重要影响。为探索拟南芥(Arabidopsis thaliana)光敏色素B激活标签的抑制蛋白1(phyB activation-tagged suppressor1,BAS1)基因对烟草叶片腺毛发育的影响,构建pSH-35S-BAS1超量表达载体遗传转化烟草,对烟草叶片腺毛发育进行研究。结果表明转基因烟草腺毛数量比野生型烟草腺毛提高了32.5%,推测BAS1基因的表达可能引起了腺毛发育相关基因表达的改变。根据研究报道烟草萜类化合物环化酶基因(nicotiana tabacum cultivar T.I.1068 cyclase gene,NtCTTC)、细胞色素P450加氧酶基因(nicotiana tabacum cytochrome P450 gene,CYP71D16)和烟草表面抗性蛋白基因(nicotiana tabacum phylloplanin,NtPhP)均在腺毛上特异性表达。通过q-PCR分析烟草腺毛发育的相关基因在转基因烟草和野生型烟草中的表达情况,得到结果,NtCTTC、CYP71D16和NtPhP基因在转基因植株中的相对表达量分别是野生型植株中的34.16、1.26和8.95倍。综上可知,BAS1基因在烟草中超量表达引起了腺毛发育相关基因表达的上调,从而增加了烟草腺毛的数量。本研究为外源基因对烟草腺毛密度以及调控烟草腺毛发育研究提供了借鉴。     

不同生态条件下烟草品种烟叶腺毛密度的变化

对7个烤烟品种在4个生态区烟叶腺毛密度的电镜扫描测定,结果表明：品种间、生态间烟叶的腺毛密度差异较大,且有一定的变化规律;生态因素和品种因素对烟叶腺毛密度均有较大的影响,但生态因素是影响烟叶腺毛密度的主要因素。烟叶腺毛密度与烟叶的品质有关,为此,根据品种间、生态间烟叶特有的腺毛密度特性,可以估测烟叶品质和烟草品种在不同生态区的适宜种植程度,为烟草品种的合理布局和区域化种植提供科学依据     

DNA直接导入法获得烟草新品系

为解决烟草栽培品种香气品质低下的问题,选用香料烟品种Ti245、高密度腺毛品种Ti1068、浓香型品系6251为供体,将三者总DNA混合后经花粉管通道导入烟草栽培品种K326;后代产生了广泛变异,经过连续3年的选育,获得了优良品系K809。与受体K326相比,K809田间农艺性状优良、叶片腺毛密度增加、香气物质含量大幅度提高,评吸结果表明香气品质得以改善;RAPD分子检测发现,K809含有来源于受体和供体的所有片段,一些片段仅与某供体特异同源,表明供体Ti245、Ti1068、6251的某些DNA片段在K809基因组中进行有效了整合,并且对烟叶的香气品质具有积极作用。     

不同营养配比对烤烟腺毛密度和石油醚提物含量的影响

通过烟株根部营养和叶面营养试验,研究了不同营养配比对烤烟腺毛密度和石油醚提物含量的影响。结果表明:不同营养配比对腺毛密度和石油醚提物含量均有一定的影响。在根部营养试验中,中、上部烟叶腺毛密度的差异均达到0.05显著水平,通过根部营养可以提高烟叶的腺毛密度,其中以配施饼肥处理的效果最好。中部叶石油醚提物含量的差异未达到0.05显著水平,说明烟叶腺毛密度与石油醚提物含量并不存在必然的联系,石油醚提物含量的高低可能还与烟株腺毛的分泌能力和生长环境有关。叶面营养的喷施同样可以提高烟株石油醚提物含量,其中以喷施醋酸 饼肥水 ZnSO4的效果最好。K326中下二棚烟叶腺毛密度变化幅度较大,其它叶位变化幅度较小。     

过量表达NtCAF1基因对烟草腺毛密度的影响

为研究NtCAF1基因对烟草腺毛密度的影响,本研究通过构建NtCAF1过表达载体,并对获得的过表达烟草植株进行分析。结果表明,NtCAF1(KC 480443)在烟草叶片中表达量最高;同时,构建NtCAF1过表达载体并通过农杆菌介导的叶盘法遗传化烟草,筛选获得过表达NtCAF1的阳性转基因株系19个;对这些转基因株系叶片腺毛密度进行统计发现,过量表达NtCAF1烟草叶片的腺毛密度较野生型而言显著增加70%;此外,与野生型相比,过量表达NtCAF1烟草叶片的脱落酸(ABA)和赤霉素(GA₃)含量也显著升高。然而,茉莉酸(JA)含量无显著差异。结果表明,NtCAF1可能通过ABA和GA₃激素介导调节烟草腺毛密度变化。     

烤烟EMS诱变后代高香气突变体筛选

为筛选高香气且品质较优的烤烟后代,以中烟100为材料,采用EMS诱变技术对中烟100种子进行处理,筛选出2个叶面腺毛密度大的突变体材料,通过田间试验,对其叶面腺毛密度、叶面化学成分、烤后化学成分、香气物质含量和感官质量评吸等指标进行评估,并与正常中烟100后代和NC89进行对照。研究结果表明,EMS-2诱变株系腺毛密度最大,为65.55个/mm ²,分别是中烟100（37.19个/mm ²）和NC89（56.06个/mm ²）的1.8和1.2倍;叶面化学成分分析结果表明,EMS-1诱变株系西柏烷类和烷烃类含量最多,分别为57.18、5.16mg/m ²,EMS-2突变株系蔗糖酯类物质分泌较旺盛,含量最多,为0.33mg/m ²;烤后样化学成分分析结果表明,EMS-2突变株系化学成分含量较协调,且香气成分含量最多,达到890.32μg/g,分别比中烟100和NC89增加34.5%和29.0%;结合对诱变后代的感官评价,得出结论：诱变株系综合品质较好,可提高烟叶质量,EMS-2综合品质最好,可以作为待选株系进行下一步品种选育。     

芝麻叶腺毛显微结构及干旱条件下腺毛分泌物的变化

通过扫描电镜观察芝麻苗期叶片表面腺毛的显微结构,以二氯甲烷作为溶剂提取腺毛分泌物,并用GC/MS鉴定正常和干旱条件下不同芝麻品种叶片腺毛次生代谢物的差异。结果显示,苗期芝麻叶片表面存在非腺体腺毛、长柄腺毛、短柄腺毛及无柄黏液毛等多种腺毛类型,叶表面气孔属于毛茛型;芝麻叶腺毛分泌物包含多种组分,其中峰面积>2%的组分是主要代谢物,主要由酯类及直链饱和烷烃物质组成,品种间具有显著差异;干旱条件下,分泌物的组分显著改变,抗旱性较强的冀9014有10个组分的相对含量高于其他品种,这些组分包含三十六烷与三十四烷类物质。上述结果表明,用GC/MS鉴定芝麻叶表面腺毛分泌物是可行的,分泌物组分可以反映品种间的差异,并能揭示干旱条件对芝麻代谢的影响。可以认为,芝麻腺毛与腺毛分泌物组分在芝麻种质资源鉴定及抗旱种质选育中具有重要的应用价值。     

烟草叶片表面腺毛形态的扫描电镜观察

为探讨烟叶腺毛形态与功能的关系提供部分依据,采用扫描电镜的方法对烟草栽培品种K346叶片表面的腺毛形态和细微结构进行观察。烟草叶片表面长柄腺毛柄部一般有几个比较明显的长柱型节;短柄腺毛的柄部由一个较短的柱形柄构成,短柄腺毛一般较为粗短;烟草腺毛头部的形态比较复杂,是腺毛分泌功能的主要部位,长柄腺毛和短柄腺毛的头部相对于其紧邻的柄部显得膨大,特别是短柄腺毛头部膨大明显,四周呈皱褶状,有明显的凹陷和凸起。烟草叶片表面腺毛形态与其分泌功能有关,腺毛的细微结构可以为其结构与功能的研究提供部分依据。     

基因型和生态因素对烟草香气物质含量的影响

香气物质是反映烟叶质量的重要品质因素。烟叶的香气质、香气量和香型风格是由多种香气成分的组成、含量、比例及其相互作用所决定的。烟叶香气表现型受遗传因素和环境因素共同作用,遗传因素影响香气物质的性质和种类,环境因素则主要影响香气物质的含量和组成比例。当前,烟叶香气不足是影响中国烟叶质量提高的制约性因素。在此,综述了基因型和生态环境因素对烟草香味成分影响的研究概况。