烤烟成熟期淀粉代谢关键酶活性与基因表达研究

【目的】探讨烤烟成熟期淀粉积累状况与淀粉代谢关键酶活性及其基因表达的关系,明确烤烟成熟期淀粉代谢的分子调控机制,为优质烟叶生产提供理论依据。【方法】以不同淀粉积累型烤烟品种秦烟96和豫烟6号为材料,测定成熟期烟叶淀粉含量及比例(直链淀粉、支链淀粉)和淀粉代谢关键酶活性,并对其关键酶基因(NtAGPase、NtGBSSⅠ、NtSSS、NtSBE、NtDBE、Ntα-amylase和Ntβ-amylase)进行实时荧光定量PCR分析。【结果】在烤烟发育成熟期,烟叶淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量呈先升高后降低的变化趋势,烟叶生理成熟期(移栽后85 d)其含量最高;随着烟叶的成熟,烟叶中支链淀粉所占比例逐渐增加。烤烟成熟期AGPase、GBSSⅠ、SSS、SBE和DBE活性呈先升高后降低的变化趋势,而烟叶淀粉酶活性则随着烟叶的成熟先降低后升高,烟叶过熟时其活性显著升高;与烟叶淀粉代谢关键酶活性变化趋势不同,其相关基因表达量变化差异较大。烟叶打顶至适熟阶段,AGPase和GBSSⅠ活性与烟叶直链淀粉含量相关性显著,对烟叶直链淀粉的积累贡献最大,NtGBSSⅠ对直链淀粉代谢起主要调控作用;SSS、SBE和DBE活性对烟叶支链淀粉积累起重要作用,NtSBE和NtDBE对烟叶支链淀粉代谢起主要调控作用。当烟叶由适熟至过熟时,淀粉酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶)主要参与烟叶的淀粉代谢活动。同一生态环境和栽培条件下,秦烟96淀粉积累较多,具有较高的支链淀粉比例。【结论】烤烟碳水化合物积累以淀粉为主,AGPase和GBSSⅠ是影响直链淀粉积累的关键酶,SSS、SBE和DBE对支链淀粉积累有重要作用,SBE和DBE活性的差异可能是造成烟叶直链淀粉与支链淀粉比值不同的重要原因。     

棉花PsbS基因对烟草光合特性的影响

【目的】分析光系统II PsbS基因在不同光照条件下,光系统II PsbS基因的功能 。【方法】利用转棉花PsbS基因的烟草(Nicotiana tabacum xanthin),T3代株系及非转基因(普通野生型,wt)烟草为材料,比较两者的生物学性状(叶面积、叶绿素含量)及在不同光强(75、240、450 μmol/(m²·s))下的生理(光合作用)性状。【结果】转基因植株前期叶面积增长较快,叶绿素组成成分的含量也存在差异,叶绿素a、b含量显著高于野生型烟草,转基因烟草具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)提高。【结论】转PsbS 基因可以提高烟草光合能力。     

不同生态亚区土壤和气候对浓香型烤烟光合特性和化学成分的影响

【目的】探讨主要生态因子对浓香型烤烟Nicotiana tabacum L.烟叶风格特征形成的影响。【方法】以‘粤烟97’为材料,利用南雄烟区帽子峰和古市生态亚区生态条件与地域的微观差异,在2个生态亚区之间互相置换相同质地土壤,设置4个处理,研究不同生态亚区土壤和气候因子对烟叶光合作用和烤后烟叶化学成分含量及协调性的影响。【结果】移栽50 d时,帽子峰土壤置换到古市(T1处理)后种植的烤烟的净光合速率比古市当地土壤和气候条件(T2处理)下种植的烤烟高3.66%;中部叶总糖、还原糖和淀粉含量分别降低5.74%、4.77%和10.73%,烟碱、K+和总氮含量分别提高6.49%、11.07%和11.34%。同时,古市土壤置换到帽子峰(T3处理)后种植的烤烟的净光合速率比帽子峰当地土壤和气候条件(T4处理)下种植的烤烟高1.81%;中部叶还原糖和烟碱含量分别降低10.02%和13.14%,淀粉含量提高9.30%。气候对总糖、还原糖、烟碱、总氮和淀粉含量,氮碱比,气孔导度,蒸腾速率,胞间CO2浓度和净光合速率均有显著影响;土壤与气候互作对还原糖、烟碱、总氮和淀粉含量,氮碱比及气孔导度有显著影响;土壤仅对K+和总氮含量及糖碱比有显著影响。【结论】气候是浓香型烟叶风格特征形成最主要的影响因子,尤其是伸根期与旺长期的降水量和平均气温,其次是土壤与气候互作,土壤因子的影响最小。古市的气候条件更适合浓香型优质烟叶的生产。     

不同活化剂对两种富硒土壤上烤烟生长及吸收累积硒的影响

【目的】探明4种活化剂对富硒水稻土和赤红壤上烤烟生长、生物量以及各部位吸收累积硒的影响,为富硒烟叶生产提供理论依据。【方法】以云烟87为试验材料,采用土壤盆栽试验,设置4种不同成分的硒活化剂处理,分别为活化剂A(T1)、活化剂B(T2)活化剂C(T3)和活化剂D(T4),以不添加活化剂为对照。【结果】在水稻土上,T4处理提高了移栽30 d和75 d烤烟的株高、叶片数、最大叶面积和茎围,移栽30 d烤烟上述指标比CK提高幅度分别为9.34%、15.38%、40.56%和13.81%。移栽75 d烤烟上述指标比CK提高幅度分别为19.83%、1.04%、37.78%和14.66%。在赤红壤上,T4处理提高了移栽30 d烤烟的最大叶面积和茎围,4种活化剂处理均提高了移栽75 d烤烟的农艺性状(株高、叶片数、最大叶面积、茎围),其中T4处理提高烤烟的株高和叶片数幅度最大,T1处理提高烤烟的最大叶面积和茎围幅度最大。T4处理显著提高两种富硒土壤上移栽75 d烤烟的总生物量,水稻土上总生物量提高幅度为30.44%,赤红壤上总生物量提高幅度为22.08%。4种活化剂处理均有利于提高两种富硒土壤上烤烟后期各部位硒累积量及总累积量。在水稻土上,烟株硒总累积量表现为T3T2T4T1CK。在赤红壤上,烟株硒总累积量表现为T4T2T3T1CK,并且赤红壤上烟株的硒总累积量明显高于水稻土。【结论】烤烟各指标受土壤类型的影响,在水稻土上活化剂对烤烟的生长影响较大,但是对硒吸收累积的效果赤红壤优于水稻土。整体上,T4处理对促进烟株的生长、生物量提高及吸收累积硒的效果最优,可作为贺州烟区天然富硒烟叶生产的优良活化剂。     

烟草自毒效应的品种间差异研究(英文)

利用生物测试法研究8个烟草品种(系)根系分泌物的自毒效应。结果表明:大多数供试烟草品种的幼苗鲜质量、干质量、最大叶片长和根长随着根系分泌物浓度的升高而减少,且品种间差异明显,其中黔西1号在稀释1倍的水平下,以上生长指标抑制率分别为63.3%、34.3%、42.4%和30.8%,居各品种之首;但新品系1号表现为以上生长参数均随着提取液浓度的升高而增大,在稀释1倍水平下生长促进率分别为13.0%、51.8%、13.0%和16.7%;此外,新品系7号、1号和品种云烟85和春雷3号的发芽率受根系分泌物的促进,而其他品种则受抑制;生物测试结果显示,在供试的8个品种中,自毒作用以新品系1号最弱,黔西1号最强。可见,自毒作用在烟草品种间差异明显,栽培上应选择适宜的烟草品种以减少自毒作用引起的连作障碍。     

不同成熟度对烟叶内在质量的影响

为研究不同成熟度对烤后烟叶内在品质的影响,以长春烟区柳河县烟草主栽品种吉烟9号的3个部位不同成熟度烟叶为材料,进行化学成分检测和感官评吸。结果表明,下部尚熟烟叶（提前采收）、中部成熟烟叶（正常采收）和上部完熟烟叶（推迟5～7d）的各项化学成分适中,化学成分比值协调,香气物质含量比较高;评吸结果香气量足,青杂气轻,刺激性小,余味干净、舒适。因此,烟区烤烟的烟叶成熟采收标准为下部叶适时早收,中部叶成熟稳收,上部叶成熟后推迟5～7d采收。     

不同程度含青烤烟在陈化期间化学成分的变化

研究了不同程度含青烟叶在自然陈化期间,烟叶还原糖、烟碱和总氮含量及糖碱比值变化,结果表明,随着陈化时间增加,还原糖、烟碱和总氮含量降低,糖碱比值有所增加。烟叶含青程度不同,其化学成分的变化过程有所不同,不含青的烟叶在陈化期间化学成分的变化较缓和,16～20个月时达到较稳定时期;微带青烟叶在陈化前期化学成分的变化较剧烈,达到稳定期的时间较不含青的烟叶迟;青黄烟叶在陈化前期化学成分的变化剧烈,陈化期间化学成分的变化没有明显的稳定期。     

SD5切丝机烟叶切丝工艺的优化

[目的]探索SD5切丝机最佳烟叶切丝加工参数,为提高烟叶切丝质量提供科学依据.[方法]分别对SD5切丝机的刀门压力、刀辊转速、修正系数、排链比速等因素进行优化,探讨其对烟叶切丝合格率的影响.[结果]刀门压力与切丝合格率相关,且呈—元线性关系;刀辊转速与切丝合格率关系显著,且呈一元二次关系;修正系数明显影响切丝合格率;排链比速与切丝合格率关系显著,呈一元二次关系;切丝合格率影响因素的主次顺序为：刀辊转速＞刀门压力＞排链比速＞修正系数.当刀辊转速为289 r/min、刀门压力为0.252 MPa、排链比速为0.9、修正系数为1.01时,切丝合格率达96.3％,可满足工艺要求.[结论]SD5切丝机设置不同参数,对切丝合格率有明显的影响.烟叶在切丝加工时对切丝机的各关键设备参数进行合理设置、有效控制,可达到稳定和提高切丝合格率的目的.     

转ATCIPK23基因烟草植株钾素营养效率研究

通过考察转ATCIPK23基因烟草植株在不同钾浓度下钾及干物质积累的能力,研究了外源基因的导入对转基因烟草植株钾吸收能力的影响。结果表明,在低钾环境下,转基因株系具有明显的生长优势,烟株发育较快、根系发达、生物量较大、植株的含钾率也有明显提高,随着供钾量的减少,这种差异幅度逐渐增大。当供钾浓度为0.1 mmol·L^-1时,对照品种K326植株的平均钾含量为17.7 g·kg^-1,而转基因品系KA12为23.3 g·kg^-1,KA16为24.6 g·kg^-1,KA21为22.1 g·kg^-1,分别较对照品种增加了31.6%、39.0%和27.7%。钾吸收动力学研究表明,转基因植株与对照品种植株的最大吸收效率（V_max）差别不大,而最低浓度（C_min）与米氏常数（K_M）的差别较为明显。     

卷烟烟丝中非挥发性有机酸的聚类分析

[目的]建立一种以卷烟烟丝中非挥发性有机酸含量特征为指标区分不同类型烟的有效分类方法.[方法]采用气相色谱法测定卷烟样品烟丝中的草酸、苹果酸、柠檬酸、丙二酸及丁二酸含量,采用Matlab 6.5.1软件中的分步聚类法,以欧几里德（Euclidean）距离为测度对试验数据进行聚类分析.[结果]国外混合型卷烟的草酸（22.366～26.304mg/g）、柠檬酸（18.361～22.445mg/g）、丁二酸（0.554～0.592mg/g）含量明显高于国内烤烟型卷烟的含量;15个卷烟样品恰好可分为四大类：国内三、四类烤烟型卷烟（1#～5#）聚为一类,国内二类烤烟型卷烟（6#～8#）聚为一类,国内一类烤烟型卷烟（9#～12#）聚为一类,国外混合型卷烟（13#～15#）聚为一类.[结论]聚类分析可有效用于评估卷烟中非挥发性有机酸含量差异与卷烟风格特征间的相关性,还可用于卷烟的质量抽检、真伪鉴别等.