酶抑制剂对烤烟成熟期氮代谢及烤后烟叶品质的影响

为了有效控制生长过旺烤烟成熟期的氮代谢、改善烤后烟叶品质,于2013—2014年烤烟成熟期喷施适宜浓度的酶抑制剂4-[羟基(甲基)膦酰基]-D/L-高丙氨酸(草胺膦),测定了烟叶的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和化学成分含量(质量分数),并对烤后烟叶进行了评吸鉴定。结果表明,成熟期喷施不同浓度酶抑制剂能有效降低烟叶NR和GS活性,且酶抑制剂浓度与NR、GS活性均呈显著负相关,其中10、15 mg/L浓度下叶片NR和GS活性降低较快,且叶片田间表现较好;适宜浓度酶抑制剂喷施于成熟期烟叶,烤后烟叶蛋白质、烟碱、总氮含量降低,还原糖、总糖含量(质量分数)提高,化学成分更加协调,色素含量(质量分数)降低,中性致香成分含量(质量分数)提高25.04%~42.76%,感官品质得分提高7.22%~10.43%。从成本和安全性方面综合考虑,10 mg/L更为适宜。因此,10 mg/L浓度酶抑制剂能够有效降低烤烟氮代谢关键酶(GS和NR)活性,抑制成熟期氮代谢,改善烟叶品质。     

外源EBR对烤烟成熟期氮代谢及烟碱代谢的影响

为探明外源2, 4-表油菜素内酯（2, 4-epibrassinolide,EBR）对烤烟成熟期氮代谢及烟碱代谢的影响,以清水为对照,比较了烤烟打顶后叶面喷施和灌根两种EBR施用方式下成熟期叶片光合特性、干物质积累、氮代谢相关酶活性、烟碱代谢相关基因表达量和烤后烟叶化学成分的差异。结果表明,与对照相比,叶面喷施和灌根两种EBR施用方式均可提升成熟期烟株的光合能力,增加烟株各部位的干物质积累量,显著提升中部和上部烤后烟叶总氮和烟碱含量（质量分数）,且叶面喷施处理的效果好于灌根处理。两种施用方式上部叶氮素吸收同化关键酶NR和GS活性显著高于对照处理,叶面喷施处理叶片中氮同化相关基因NtGS2、NtGDH1和NtNR的相对表达量显著高于对照和灌根处理。两种EBR施用方式烟株不同部位烟碱合成基因NtQPT、NtPMT和转运基因NtJAT1、NtJAT2和NtNUP1的相对表达量均极显著高于对照,且叶面喷施处理叶片中烟碱合成与转运基因的表达量均极显著高于对照和灌根处理。因此,外源EBR可促进烟株的生长发育、提高氮代谢及烟碱代谢水平,增加中部和上部烤后烟叶烟碱含量,叶面喷施的效果好于灌根。      

不同类型杀虫剂对烤烟碳氮代谢关键酶及保护酶和内在品质的影响

以烤烟品种中烟100为供试材料,采用小区试验研究了团棵期及现蕾期喷施不同杀虫剂对烤烟全株叶面积,烟叶碳氮代谢关键酶、保护酶、MDA含量及化学成分和致香物质含量的影响。结果表明:烟田喷施杀虫剂（1）烟株圆顶后全株叶面积有所减少,总体上降低了烟叶NR和Inv活性,不同时期不同处理烟叶生长、NR和Inv活性存在差异;（2）增强了田间烟叶SOD和CAT活性,从而使其MDA含量不过多积累;（3）烤后烟叶化学成分趋于协调,新植二烯以外致香物质含量有所增加,化学和植物性杀虫剂则分别降低和增加了新植二烯含量。综合分析认为,植物性杀虫剂1号全株叶面积、烟叶NR和Inv活性总体上降幅较小,烟株前期（移栽后53d)烟叶脂膜过氧化水平较低,化学成分的协调性较好,有利于致香物质的形成。      

气象条件对烤烟烟叶主要化学成分含量的影响

为探明气象条件对烤烟烟叶化学成分含量的影响,在河南省襄城县开展了不同移栽期试验,比较了不同移栽期烤烟各生育期的气象条件及烤后烟叶主要化学成分差异,并对两者的相关性进行了分析.结果表明:随移栽期的推迟,旺长期和大田生育期均温逐渐升高,成熟期均温逐渐降低;旺长期、成熟期和大田生育期的日照时数均随移栽期的推迟而逐渐减少.烟叶主要化学成分方面,提前或推迟移栽都可一定程度降低烤后烟叶的烟碱含量,对其他化学成分的影响在中部叶和上部叶之间表现不一致.上部叶主要化学成分与气象条件的相关性强于中部叶;旺长期可能是气象条件影响烤后烟叶化学成分的关键时期;上部叶中总氮含量与旺长期、成熟期和大田生育期的日照时数呈负相关,而上部叶碳水化合物(还原糖、总糖和淀粉)则与旺长期日照时数呈正相关、与旺长期降雨量呈负相关.     

氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及品质的影响

为解决蛟河烟区晒红烟氮用量不合理导致的烟叶碳氮代谢失调、烟叶品质下降等问题,以晒红烟品种漂河1号为材料,研究了不同氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响。结果表明,增施氮肥能提高烟叶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖转化酶(INV)活性及叶绿素和类胡萝卜素含量。随施氮量的增加,调制后的烟叶烟碱和总氮含量升高,糖含量下降;烟叶钾含量、香气质、香气量以及感官质量分值以施氮量为75.0～97.5 kg/hm~2的处理最高。综合两年田间试验结果,在吉林蛟河较高肥力的暗棕壤上种植晒红烟,适宜的氮用量为75.0～97.5 kg/hm~2。     

摘除不适用叶与喷施光碳核肥对烤烟上部叶生理代谢及品质的影响

为优化烤后烟叶的等级结构,提高上部烟叶的工业可用性,以豫烟6号为材料,通过田间试验研究了摘除下部不适用叶与叶面喷施光碳核肥对烤烟上部叶叶面积、光合特性、碳氮代谢及烤后烟叶内在化学成分和经济性状的影响。结果表明,与对照(打顶时不摘除下部不适用叶)相比,打顶时摘除下部6片不适用叶显著提高了上部烟叶叶面积、叶绿素含量、光合性能、碳氮代谢强度及烤后中上等烟叶比例,增加了上部叶的总氮含量,降低了烤后烟叶的产量、产值。与仅摘除下部不适用叶相比,打顶时摘除下部6片不适用叶结合叶面喷施光碳核肥增加了烤后上部烟叶的单叶质量、钾含量、总糖含量、还原糖含量、糖碱比及钾氯比,提高了烤后烟叶的产量和品质。摘除下部6片不适用叶结合喷施光碳核肥较对照处理其上部叶叶面积、单叶质量、钾含量及上中等烟比例分别提高了11.53%、23.19%、12.69%和17.50%。总体来看,摘除下部6片不适用叶结合叶面喷施光碳核肥能够促进上部叶开片,使烤后烟叶的化学成分更加协调,经济效益较佳。     

2,4-D对烤烟烟碱和钾含量的影响

通过水培试验研究了打顶后烟株喷施2,4-D对烟株根中合成烟碱的关键酶鸟氨酸脱羧酶(ODC)、腐胺N-甲基转移酶(PMT)和N-甲基腐胺氧化酶(MPO)以及碳氮代谢重要转化酶(InV)和硝酸还原酶(NR)的活性及烟叶中烟碱含量和钾含量的影响。结果表明,喷施2,4-D的烟叶与对照相比InV活性降低,NR活性升高,协调了烟叶的碳氮代谢,根系活力降低,抑制烟株根中合成烟碱的3种酶活性,减少烟叶中的烟碱积累,同时提高烟叶中钾含量。2,4-D降碱增钾效果的最适宜浓度分别为20 mg/kg和30 mg/kg。     

驳枝和追肥对早花烤烟生理特性及产质量的影晌

研究了驳枝和追肥对早花烤烟生理特性及产质量的影响.结果表明,与不驳枝处理比较,驳枝处理上部叶叶绿素含量和硝酸还原酶(NR)活性下降,淀粉酶活性变化不明显,烟叶产质量有所增加,上部叶烟碱、总氮、钾和蛋白质含量下降;追肥提高了上部叶叶绿素含量和NR活性,对淀粉酶活性影响不明显;驳枝后追肥可不同程度提高烟叶的产量和产值,对上部叶化学成分影响不明显.在南雄烟区,对早花烟株一般采取打顶后留杈烟6片和追施2kg KNO3/666.7 m2的补救措施为宜.     

小苗膜下移栽对烤烟硝酸还原酶、转化酶活性及致香物质的影响

为了更好地应用小苗膜下移栽技术,进行了小苗膜下移栽与常规地膜覆盖膜上移栽对比试验,对其生理效应进行了研究。结果表明,与常规移栽相比,采用小苗膜下移栽方式的根系阳离子交换量（CEC）分别在团棵期、旺长期、成熟期提高1.37、1.50、1.51倍,差异均达到显著水平;叶片硝酸还原酶（NR）活性分别在团棵期、旺长期、成熟期提高1.4、1.31、1.49倍;叶片蔗糖转化酶（INV）活性分别在团棵期、旺长期、成熟期提高1.2、1.4、1.4倍;烟株干物质积累,根部干重在团棵期、旺长期、成熟期分别提高2.7、1.4、1.2倍,在团棵期差异达到显著水平;叶片干质量在团棵期、旺长期、成熟期分别高于对照1.3、1.1、1.3倍,现蕾期差异达到显著水平;烟叶中性致香物质含量显著提高,尤其对香气质量产生重大影响的类胡萝卜素类降解产物总量提高1.51倍,类西柏烷类的茄酮含量提高1.47倍;烟叶化学成分品质指标更接近优质烟叶指标的要求。     

不同调控措施下烤烟开花时间与碳氮代谢关系的研究

通过田间试验对不同调控措施下烤烟开花时间进行了研究。结果表明,与对照相比,各处理均能推迟烤烟开花时间,增加有效叶片数,提高烟叶产质量;4个处理能明显提高叶绿素含量、NR活性和淀粉酶活性,增强烟株前期氮代谢,有利于个体形态构建,同时进入旺长期后可以使淀粉酶活性缓慢上升,抑制其过早进入生殖生长,使碳氮代谢更协调,从而达到控制和推迟早花的目的。     

施钼对烤烟叶片硝酸还原酶活性、硝态氮含量及产质的影响

在大田条件下,对K326、云烟85、CB-1、红大4个烤烟品种进行叶面喷施钼肥处理,研究钼对烟草叶片NR活性、NO3--N含量、烟叶产量和品质的影响。结果表明:在土壤有效钼0.03 mg/kg条件下,叶面喷施钼能明显提高不同品种烟草生育前期特别是旺长期叶片NR活性,降低NO3--N含量;施钼能提高烤后烟叶中上等烟的比例,明显降低杂色烟的比例,增加烟叶产量和产值,提高烟叶含钾量和含钼量。     

盆栽试验中施用外源生长调节剂对烤烟TSNAs生物合成的影响

为明确外源生长调节剂Z5[由生长素(IAA)、水杨酸(SA)和萘乙酸(NAA)配置而成]影响烟草特有亚硝胺(Tobacco-specific N-nitrosamines,TSNAs)生物合成的生理机制,在湖北省恩施土家族苗族自治州建始县试验基地设置叶面喷施Z5盆栽试验,以清水为对照,分析了烟株硝酸盐与亚硝酸盐含量(质量分数)、硝酸还原酶(NR)与烟碱合成关键酶活性的动态变化以及相关基因的表达量,并测定了烤后烟叶TSNAs和常规化学成分含量(质量分数)。结果表明,烤烟打顶后喷施Z5的烟叶TSNAs含量显著降低,上部叶和中部叶中TSNAs含量降低幅度分别为20.1%和12.4%,而烟叶化学成分含量在适宜范围内。外源生长调节物质降低TSNAs含量的作用机制,一是下调了控制NR活性的基因NR的表达,烟株打顶后第1天NR基因的相对表达量下调55.0%,NR活性受抑制,导致硝酸盐向亚硝酸盐的转化减少,叶片中亚硝酸盐的积累量降低;二是下调了控制烟碱合成关键酶基因的相对表达量,烟株打顶后第1天ADC、QPRT、ODC及PMT基因相对表达量分别下调82.1%、69.8%、91.8%和76.0%,使烟碱合成关键酶活性降低,从而减少了烟碱的合成,上部叶和中部叶烟碱含量下降幅度分别为23.5%和22.9%。     

河南烟区主要气候因子与烤烟烟叶化学成分的关系

为明确影响河南烟区烤烟烟叶化学成分的主要气候因子,利用1981—2013年河南烟区64个气象站气象资料以及烤烟中部烟叶主要化学成分数据,采用数理统计分析方法,分析了河南烟区主要气候特征和中部叶化学成分状况以及二者之间的关系。结果表明,河南烟区烤烟大田期气温适宜、光照充足、雨热同步,9个地市烤烟化学成分含量多在优质烟叶的适宜范围内。烤烟中部叶主要化学成分指标受气候要素的综合影响,不同指标间具有差异;影响的主导气候因子表明,在一定范围内,伸根期高温日数增加对总糖含量和糖碱比增加有利,大田期高温日数增多对两糖比增大不利,旺长期高温日数增多对钾含量增加不利,旺长期日平均气温≥20℃以上日数增多烟碱含量下降,旺长期相对湿度增大总氮含量下降、钾氯比增大,伸根期最高气温上升对氮碱比增加有利,成熟期最低气温上升不利于还原糖含量增加,大田期降雨日数增加氯含量下降。主要气候因子对河南烟区烤烟中部烟叶化学成分的影响以温热因素的影响程度最大、水湿因素次之、光照因素最小。     

赤霉素对玉溪山地和坝地烤烟上部叶开片和产质量的影响

为促进烤烟K326上部叶的开片,提高烟叶工业可用性,通过对玉溪市90个试验点同田块比较试验,设置打顶期喷施赤霉素(GA3)和清水(CK)两个处理,分析了赤霉素对山地和坝地两类典型烟田烤烟上部叶面积、产量和化学成分含量(质量分数)的影响。结果表明,打顶期喷施GA3可有效促进两类烟田烤烟上部叶的开片和产质量提高。山地和坝地烤烟上部平均叶面积增幅分别为20%和30%,产量增幅分别为8.4%和11.3%,上等烟比例增幅分别为2.3%和4.3%;同时,两类烟田烤烟上部叶两糖差、烟碱含量均有所下降,总氮、总钾含量提高,化学成分趋于协调。回归分析显示,烟叶叶面积增加是GA3促进烤烟上部叶产量和品质提高的主要原因,而叶面积的增加直接受种植区海拔的影响。随着种植区海拔升高,烟叶成熟期平均气温下降,进而间接影响了上部叶烟碱和钾含量。     

凉山烟区气象因子与烤烟烟叶化学成分含量的关系

运用简单和典型相关分析方法,对凉山烟区主要气象因子与烟叶化学成分含量的关系进行了研究。结果表明,几个主要气象因子对烟叶化学成分含量的影响为:日均温空气相对湿度日照时数降水量气温日较差;旺长期的气象因子对化学成分含量影响最大;气象因子对还原糖、总糖、总植物碱和钾含量影响最大;烟叶总糖、还原糖、总植物碱的含量与伸根期气温、成熟期气温、旺长期日照时数、成熟期空气相对湿度呈正相关,与旺长期气温、旺长期空气相对湿度呈负相关;糖碱比与成熟期降水量呈正相关。统计还发现,在一定范围内,旺长期的温度和空气相对湿度降低,旺长期日照时数和成熟期降水增多能明显提高烟叶的含钾量。     

硝酸铵追肥对生长后期NC89叶片中硝酸还原酶和转化酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了硝酸铵追肥量和追肥时期对生长后期NC89叶片中碳氮代谢关键酶———硝酸还原酶(NR)和转化酶(Inv)活性的影响。结果表明:在上、下部叶成熟过程中,NR和Inv活性下降。随追肥时期的推迟和追肥量增加,下部叶NR和Inv活性提高,Inv/NR比值较低且最大值出现时期延后;追氮量小或追肥期早的处理,上部叶NR和Inv活性I、nv/NR较低。移栽后30d追肥,追氮量30%时,烟株上、下部叶成熟过程中碳氮代谢协调,适时地从以氮代谢为主转变为以碳代谢为主。     

移栽期对烤烟成熟期间几个生理生化指标和经济性状的影响

为探讨移栽期对烟叶品质形成的影响,采用田间试验方法,研究了不同移栽期下烤烟成熟期的质体色素含量、碳氮代谢关键酶活性的变化。结果表明,移栽期显著影响烤烟品质和产量的形成。提前移栽烟叶成熟前期质体色素含量、硝酸还原酶(NR)活性和淀粉酶活性提高,NR活性峰值出现的时间较晚,有利于延长烟叶的功能期,但过度提前移栽的烟叶成熟后期叶绿素含量和硝酸还原酶活性较高,碳氮代谢转化不协调,不利于烟叶的成熟落黄,烤后烟叶产量和产值均较低,推迟移栽有利于提高烤后烟叶产量,但酶活性和质体色素含量较低,导致烟叶早衰,降低烤后烟叶产值、中上等烟比例和均价。不同移栽期试验表明,粤北烟区的适宜移栽期为2月19日-2月24日。      

氮素营养水平对衰老期烟叶氮代谢的影响及品种间差异

为揭示品种间烟叶品质的差异和筛选耐氮肥品种,研究了烤烟品种在不同氮素营养条件下氮代谢的差异。结果表明:氮低效与氮高效品种相比,可溶性蛋白和总氮降解量大,谷氨酰胺合成酶（GS）活性低,降幅大,谷氨酸脱氢酶（GDH）活性高,硝酸还原酶（NR）活性低,氨气补偿点高,品种间差异显著。随着施氮量的增加,氮低效品种氮素营养物质降解量百分数高,GS活性降幅大且受施氮量影响较小,GDH活性和氨气挥发潜力增大,与氮高效品种相比差异显著。NC89和豫烟10号分别在施氮量在45.00和60.00 kg?hm-2时氮代谢生理强度最大,而且豫烟10号各处理间差异小于NC89。说明不同氮效率品种烟叶的氮素再同化和转移能力存在差异,氮低效品种对氮素再同化量小,再转移量大,对氮素的应用范围广,调节能力强,而氮高效品种再同化量大,转移量小,对氮素的应用范围小,调节能力弱。烟叶衰老期氮代谢与烟叶衰老速度有关,其中GS对NH4+的再同化能力和质外体对NH4+的转移能力起主导作用。      

施氮量对烤烟成熟期中部烟叶碳氮代谢及相关基因表达的影响

为探明不同施氮量处理对烤烟碳氮代谢的影响,以烤烟品种豫烟10号为材料进行试验,施氮量分别设置低氮(22.5 kg/hm~2)、中氮(26.25 kg/hm~2)和高氮(30 kg/hm~2)3个处理,研究烤烟成熟期中部烟叶细胞的超微结构、碳氮代谢产物的变化规律和碳氮代谢途径相关基因的表达模式。结果表明:随土壤氮肥施用量的增加,烟叶细胞中淀粉粒体积增大,烟叶总糖和还原糖含量降低,淀粉和总氮含量增加。碳代谢关键基因AGPase的表达量随烟叶的生长而增加,但增加量随施氮量的增加而逐渐减少;氮代谢关键基因NR的表达量则随施氮量的增加而下降。     

不同时期环割对上部烟叶生长发育及质量的影响

为探究不同时期环割对烤烟上部烟叶生长发育及质量的影响,以云烟87为试验材料,分别设打顶后环割（T1）、下部叶采收后环割（T2）、中部叶采收后环割（T3）3个处理,以不环割烟株作为对照,对上部烟叶农艺性状、光合参数、糖代谢指标、碳氮代谢关键酶、氧化胁迫指标、化学成分、烤后感官质量进行测定分析。结果表明,下部叶采收后环割（T2）能够促进烟叶开片,长宽比降低7.90%,叶面积提升6.53%;叶片光合作用受到抑制,胞间CO₂浓度提升16.48%,蒸腾速率下降20.26%。环割处理不同程度地抑制叶片中SOD、POD、CAT活性,提高烟叶中MDA和H₂O₂含量,促进叶片衰老。T1、T2处理显著提高α淀粉酶、β淀粉酶、总淀粉酶和NI活性,降低叶片NR活性,显著降低烤后叶片烟碱和蛋白质含量,烤后烟叶香气质和香气量提升,余味改善,感官质量提高。以下部叶采收后环割对烟叶质量的改善效果最优。