低钾胁迫下钙调素拮抗剂对烟草幼苗钾积累的影响

为探讨低钾胁迫下钙调素（CaM）拮抗剂对植株幼苗钾积累的影响及其生理机制,采用室内水培法,以烟草品种K326为试验材料,设置2个钾水平和2种钙调素拮抗剂（氯丙嗪和三氟拉嗪）处理,分别测定叶片钙离子及钙调素含量、植株各部位钾含量、根系钾离子吸收相关基因的相对表达量、植株生理特征。结果表明,与常钾水平相比,低钾胁迫下植株各部位钾含量、叶片抗氧化酶活性、叶绿素含量及光合特性指标（除水汽压饱和亏外）明显降低。其中,植株地上部及根系钾含量分别显著降低了23.80%和55.50%,根系中NKT2、NtKC1和NtHAK1基因的相对表达量分别增加了4.05、2.98和12.74倍。2个钾水平下,施加钙调素拮抗剂后,植株各部位钾含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量及光合特性6项指标（除水汽压饱和亏外）明显降低。低钾胁迫下,与未添加钙调素拮抗剂相比,钙调素拮抗剂处理的叶片钙调素含量、植株各部位钾含量、根系钾吸收相关基因表达量、叶绿素总含量及光合特性6项指标（除水汽压饱和亏外）显著降低,其中植株地上部及根系钾含量平均降低了23.69%和60.00%,根系中NKT2、NtKC1和NtHAK1基因的相对表达量平均降低了82.84%、94.18%和52.44%。低钾胁迫下添加钙调素拮抗剂会抑制钙调素含量,阻碍Ca²⁺-CaM复合体的形成,影响信号传导,导致叶片抗氧化酶活性及光合作用降低,根系中K⁺吸收相关基因的表达量减少,抑制植株K⁺吸收和积累。     

低钾胁迫下过表达NtCaM10对烟草生长及钾素吸收的影响

为探究低钾胁迫下过表达NtCaM10基因对烟草生长及钾素吸收的生理与分子调控机制,以野生型烟草K326(WT)及过表达NtCaM10转基因K326为试验材料,设置两个钾水平,5 mmol/L（常钾）、0.15 mmol/L（低钾）,分析低钾胁迫下NtCaM10基因的表达模式及启动子活性,测定相关生理生化指标、钾离子吸收相关基因的相对表达量及各部位钾含量。结果表明,低钾胁迫后NtCaM10基因的相对表达量显著上升、启动子活性被激活。与常钾水平相比,低钾水平下WT和转基因株系的鲜质量及根系长度均显著降低。在低钾水平下,WT生长受抑制的效果更加明显,NtCaM10过表达3个转基因株系的平均鲜质量相比WT显著提高了57.44%,平均根系长度显著提高了35.77%,转基因系中丙二醛的积累显著低于WT,SOD、POD、CAT的活性均显著高于WT,NtCaM10过表达烟草中的NtHAK1、NtHAK5、NtKC1、NtNKT2的平均相对表达量显著上调,增幅分别为56.60%、81.84%、98.08%、638.89%,过表达NtCaM10烟草根部和地上部的平均钾素积累与WT相比显著提高了21.59%...     

烤烟不同基因型钾营养特性研究

为深入了解烤烟钾营养特性,选择烟叶钾含量具有差异的品种,在正常供钾和无外源钾条件下,研究了烤烟不同基因型对矿物钾活化、吸收、转运和积累的特性。结果表明:在供钾充足条件下,高钾基因型烤烟干物质积累、各部位钾含量和体外钾吸收效率显著高于低钾基因型,根系吸收钾素能力、向叶片中转运钾素能力较强。在无外源钾条件下,高钾基因型烤烟烟叶钾含量和整株钾积累量显著低于低钾基因型,耐低钾能力和根系吸钾能力显著低于低钾基因型。高钾基因型烤烟在缺钾时,会通过增大根系量,提高根冠比,增强对生长介质中矿物钾的活化来提高烟株根际钾含量,但是由于根系吸钾能力较弱,对活化出的钾素未能充分利用。高钾基因型具有对钾素敏感,吸收、转运和积累钾素能力强,钾响应度高,但是不耐低钾的特点,这对于高钾烤烟品种选育和营养施肥具有指导意义。      

不同钾基因型烟草钾吸收和生理生化特性研究

采用水培试验在不同钾水平下研究了不同钾效率基因型烟草吸钾及其生理生化特性。结果表明,不同供钾水平下,烟草钾高效基因型生物量及钾含量均显著高于钾低效基因型,基因型间生物量最大差异为2.56倍;钾高效基因型叶绿素含量在不同供钾水平下,均无显著差异,且均高于钾低效基因型;不同供钾水平下,钾高效基因型的SOD、NR、INV活性均显著高于钾低效基因型,低钾条件下,钾高效基因型SOD、INV活性升高幅度均大于钾低效基因型,而钾低效基因型NR活性降低幅度大于钾高效型;不同供钾水平下,钾高效基因型烟草根系活力、H+分泌能力均显著高于钾低效型,各基因型根系活力随着供钾水平降低而升高,H+分泌能力随着供钾水平降低而降低。正常供钾条件下,不同钾基因型根系吸收面积无显著差异,低钾条件下,钾高效基因型烟草根系吸收面积显著高于钾低效基因型。综上所述,不同钾基因型间钾素吸收生理生化特性差异显著,钾高效基因型烟草材料具有更强应对低钾胁迫的响应机制。     

纳米碳溶胶对烤烟根系生理特性及钾吸收的影响

为明确纳米碳溶胶促进烤烟钾吸收的生理基础,利用水培试验和无菌培养试验,研究了不同浓度的纳米碳溶胶对两个烤烟品种根系生理特性、钾素吸收及其相关基因表达量的影响。结果表明:当纳米碳溶胶浓度(质量浓度)分别为10~20和5~10 mg/L时,能显著促进K326和红花大金元(红大)根系生长,增加根系和地上部生物量,提高烟叶钾素吸收及积累量。随着纳米碳溶胶浓度的升高,两个烤烟品种的根系活力、根系吸收面积、根系阳离子交换量和根系可溶性蛋白含量呈现先增加后降低的趋势。K326和红大K+通道基因NKT1和转运体基因Nt HAK1的表达量显著增加,提高了根系对钾的吸收能力。     

施用钙镁对烤烟钾吸收、循环和含量的影响

通过不同钙镁水平处理(正常、低钙、高钙、低镁、高镁)的水培试验,研究了钙、镁水平对烤烟钾吸收量、循环、外排和烟叶钾积累量的影响。结果表明,在本试验条件下,高钙和高镁处理可以促进烤烟根系对钾素的吸收,有效减少根系对钾营养的外排,增加钾的净吸收,同时能有效地调节钾素在烤烟体内的循环,并提高烤烟烟叶含钾量。在收获期,高钙处理的上、中、下部叶的钾含量比对照提高了0.38、0.41、0.69个百分点;高镁处理的分别比对照提高了0.31、0.42、0.60个百分点。本试验条件下,高钙、高镁处理可以提高根系钾的吸收,减少根系中钾的外排量,促进伤流液和韧皮部循环以及增加烟叶的钾积累量,最终提高上、中、下部叶的钾含量。     

褐土上不同氮、钾比例对烟叶化学成分的影响

采用田间随机区组设计,测定不同施氮量和氮、钾比例的褐土和烟叶样品中化学成分含量,经统计分析得出:①N:K₂O为1:2的施肥处理可以提高叶重,在施氮量较高的情况下,N:K₂O为1:2的处理可以略降低烟叶中的烟碱。N:K₂O为1:1的处理烟叶烟碱含量较高,其处理在生育后期总氮处于相对较高的水平。②不施钾的情况下,低氮处理烟叶钾含量略高于高氮处理;施钾情况下,相同氮、钾比例,高氮处理的烟叶钾含量和钾累积量分别高于相应的低氮处理。在褐土上,氮素可以促进烟株对钾的吸收。③施钾量提高,烟叶含钾量增加,烟叶含钙量和含镁量降低。④烟叶中的钾含量与钙、镁含量呈显著负相关,钙和镁对烟株吸收钾有强烈的拮抗作用。烟叶钾含量与土壤速效钾含量呈极显著正相关。      

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。     

施钾水平对烤烟高钾新品系钾含量及生理特性的影响

为探明不同施钾量对烤烟高钾新品系钾含量和生理特性的影响,以K326为对照,高钾新品系GK8为供试材料,分析比较了烟株在不同供钾水平下钾含量及生理特性的差异。研究结果表明:烤烟高钾新品系各部位烟叶和茎中钾含量随着施钾量的增加而增加,而根中的钾含量却降低;施钾可促进烤烟高钾新品系生长前期合成叶绿素的能力,提高硝酸还原酶的活性,并对过氧化物酶活性有一定的调节作用。     

断根、环割处理对烟草内源激素水平的影响及激素与钾积累的相关性

本文通过水培试验,对烟株进行断根、环割、断根+环割处理,探究不同部位内源激素含量的水平及其与钾积累的相互关系。试验结果表明,烟草断根、环割后,降低了烟草根系和叶片中IAA、GA3的含量,以及降低了伤流液中的GA3/ABA比值;根系中钾的积累量与叶片、根系中的IAA含量有显著和极显著的正相关关系;伤流液中单位时间内钾的积累量与叶片的GA3含量、伤流液中的GA3/ABA呈极显著和显著负相关;叶片钾的积累量与根系中的GA3含量有显著正相关关系,与伤流液中的GA3/ABA呈显著负相关关系。上述结果说明了断根、环割通过改变烟株根系、伤流液、叶片中不同内源激素的含量和内源激素间的比值,从而调控钾由根系通过伤流液往上运输,最终提高烟叶钾的积累量。其中,断根+环割处理提高烟叶钾积累量的效果最好。      

施钾量对不同生态区烤烟生长和钾肥利用率的影响

为研究不同生态区施钾量与烤烟生长和钾肥利用率的关系,以不施钾（CK）为对照,分别在气候和土壤差异明显的山东即墨和云南罗平开展了3个钾水平（即墨,T1 123.75 kg/hm²、T2 247.50 kg/hm²、T3 371.25 kg/hm²;罗平,T1 67.50 kg/hm²、T2 135.00 kg/hm²、T3 202.50 kg/hm²）的田间试验。结果表明：（1）施钾肥显著提高即墨烤烟茎、叶的生物量和总生物量,仅显著提高罗平烤烟烟叶生物量;T1、T2和T3显著提高烟叶生物量,即墨分别为7.62%、29.4%和31.5%,罗平分别为12.4%、19.5%和13.1%。（2）施钾肥显著提高即墨烟叶钾积累量和钾总积累量,T3效果最显著;显著提高罗平烤烟钾总积累量,T2效果最显著。（3）即墨施钾量与烤烟烟叶产量、烟叶钾含量和钾总积累量之间呈极显著正相关,而罗平则符合一元二次方程曲线;罗平T2对应施钾量下,烟叶产量、烟叶钾含量和钾总积累量与最大值（6579 kg/hm²、2.19%、230 kg/hm²）接近。（4）T2处理,即墨烟叶含钾量>3%,钾肥表观利用率（RE）和钾肥农学效率（AE）最高,分别为27.8%和2.50 kg/kg,钾肥偏生产力（PEP）降低,土壤钾素盈余显著;罗平RE高达45.3%,AE和PEP较高,分别为8.05 kg/kg和49.3 kg/kg,土壤钾素亏缺显著。综上,T2处理在提高即墨和罗平烟叶产质量和钾肥利用率以及平衡土壤钾素方面效果显著,可推荐为两地烤烟生产的适宜施钾量。     

产α-环糊精葡萄糖基转移酶的菌株筛选、鉴定与酶学性质的初步研究

从上海浦东新区新场镇某农场种植田筛选出1株高产α-环糊精葡萄糖基转移酶的菌株,初步研究其酶学性质,以获得有良好热稳定性和pH稳定性的酶。通过形态学特征、生理生化试验鉴定和16S rRNA序列比对分析,确定该菌株为浸麻类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans),命名为P.macerans TLLY7。酶学性质测定结果表明,该酶的酶活性为1.35 U/mL,其最适反应温度为50℃、最适反应pH值为6.0,并且在40~45℃、pH 6.0~9.0稳定性良好。Ca²⁺、Mn²⁺和Zn²⁺对酶表现出促进作用,Fe²⁺、Cu²⁺和Co²⁺则对该酶表现出抑制作用。其中Ca²⁺对酶的促进作用最强,酶活性促进率为25%,Cu²⁺对酶的抑制作用最强,酶活性抑制率为33%。K⁺、Mg²⁺对酶活性的影响较小。菌株TLLY7所产α-环糊精葡萄糖基转移酶的酶学性质初步研究表明其具有深入研究的价值和应用的潜力。     

钾用量与灌溉量对不同土层钾素及烟叶钾含量的积累效应

为探究烟叶钾素与不同土层不同种类土壤钾素关系和解决豫中烟区烟叶钾含量偏低的问题,在2013年河南省许昌市襄城县设置2个钾用量、3次灌水,采用灰色关联分析法对烟叶钾素积累与不同深度土层的不同形态钾素进行了关联分析。结果显示,当灌溉3次且施用低量钾肥时,烟叶钾含量与0~20 cm土层缓效钾关联最显著,关联度是0.7059。当灌溉3次且施用高量钾肥处理下的烟叶钾素与40~60 cm 土层的速效钾关联最显著,关联度度是0.7350,此时钾素含量最高达1.88%,烟叶质量也是最好。随着灌水减少与施钾量减少,烟叶钾与土壤钾含量关联度增加。干湿交替增加会造成各土层缓效钾释放,土壤速效钾增多。在氮磷钾比例为1:1:4.5且灌水3次条件下,在烟株生长后期,继续增施钾肥和增加灌水次数是解决烟叶钾素含量过低的重要途径。     

铁皮石斛多糖的流体性质与凝胶性质分析

以铁皮石斛多糖(DOP)为研究对象,通过流变与FT-IR方法,考察多糖质量浓度、温度、体系pH值及金属离子种类与浓度对铁皮石斛多糖的流体性质及凝胶性质的影响。结果表明:在不同质量浓度、温度、金属离子和pH值条件下,DOP水溶液表现出剪切稀释现象。DOP水溶液的黏度随DOP质量浓度的增加而增大;在5~75℃范围,DOP水溶液的黏度随温度的升高而降低;Na⁺的添加显著提高了DOP溶液的黏度,K⁺、Ca²⁺、Al³⁺可降低溶液的黏度,黏度变化趋势与金属离子浓度和价态有关。DOP水溶液在pH 2.0~6.8范围具有良好的稳定性,在碱性条件下,DOP水溶液的黏度显著增加。具体而言,当pH>10.0时,DOP溶液形成真正的凝胶。FT-IR结果显示,凝胶现象可能与1735,2935,2881 cm^-1处吸收峰的变化有关。上述结果表明,DOP水溶液具有独特的流体性质和凝胶性质,研究结果对铁皮石斛多糖的制备和加工具有一定的参考价值。     

WD02菌株产红色素的稳定性研究

从温度、pH值、光照、氧化剂及还原剂、金属离子等方面研究WD02菌株所产红色素的稳定性.结果表明,该红色素在低于40℃条件下较为稳定;对光照较为稳定;在pHS～7环境下保存率较高,适用于微酸性食品的着色;该红色素对还原剂很稳定性,而对氧化剂非常不稳定;Cu2+、Zn2+、M2+、K+、Na+等金属离子对红色素有增色效应,而Fe3+、Fe2+和Ca2+等金属离子能破坏WD02菌株红色素水溶液稳定性并造成红色素损失.     

金属离子对木聚糖酶制备阿魏酸糖酯的影响

采用木聚糖酶制备小麦麸皮中的阿魏酸糖酯。结果表明：添加金属离子会明显影响木聚糖酶的活性,K⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Co²⁺ 对木聚糖酶有激活作用,其中Mn²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Co²⁺ 有较强的激活作用;而EDTA、Sn²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Hg²⁺、Mg²⁺ 对木聚糖酶有抑制作用,而且高浓度的金属离子也会抑制木聚糖酶的活性。在制备阿魏酸糖酯时添加一定浓度对木聚糖酶有激活作用的金属离子,可以降低木聚糖酶的添加量。     

氮钾用量对吉林烤烟焦油释放量及重要化学性状的影响

为了明确氮钾用量对烤烟中部叶焦油释放量及其重要化学性状的影响,在吉林延边州试验点安排了两因素三水平氮钾互作试验,测定并分析了烤烟中部叶重要化学性状及烟气中焦油释放量的规律。结果表明,吉林延边地区在施N 45 kg/hm²,K₂O 180 kg/hm²时,烤烟中部叶焦油释放量最低;施氮量固定,施K₂O量在90~180 kg/hm²范围内增加,焦油释放量降低,但过量施用K₂O有使焦油释放量升高的趋势;施K₂O量固定在90 kg/hm²和180 kg/hm²时,随施氮量减少焦油释放量降低;烤烟中部叶焦油释放量与烟碱、总氮呈显著正相关,与纤维素、还原糖分别呈显著和极显著负相关;烟碱和总氮对焦油释放量有较大的直接作用和间接作用。综合研究表明,吉林延边地区可以通过适当的氮钾配施以及调控部分烟叶化学性状来达到降焦减害的目的。     

几种缓释钾肥对烤烟钾含量及产量产值的影响?

采用农艺技术措施提高烤烟钾素含量是提高烤烟烟叶品质和产值的重要途径。通过缓释钾肥钾养分释放试验及大田肥效试验,研究了包膜硝酸钾、腐殖酸氯化钾、包膜腐殖酸氯化钾等缓释肥料的钾营养释放特征,以及对烤烟钾含量和产量、产值的影响。结果表明,标准条件下,上述3种缓释钾肥28 d钾养分累积释放率分别为67.2%、100%和87.5%,缓释能力以包膜硝酸钾肥最好。与常规钾肥相比,大田缓释钾肥处理的土壤速效钾含量在烤烟生长后期并未降低且有增加趋势,施用缓释钾肥提高烟叶钾含量13%～39%,烤烟产量6%～32%,产值7%～32%。缓释钾肥对提高烤烟钾含量及产量产值有重要作用,可以在生产上推广应用。     

低钾胁迫对烟草幼苗活性氧及抗氧化酶系统的影响

作物对养分胁迫的响应机制已成为新的研究热点,而在低钾胁迫下,烟草苗期体内活性氧（ROS）及抗氧化酶系统的响应机制需要进一步的深入研究。采用控制水培试验,以不同耐低钾型烟草品种（耐低钾基因型烟草品种NC89和不耐低钾烟草品种云烟1号）为材料,研究了低钾胁迫对不同耐低钾型烟草品种苗期生长及内源活性氧清除系统的影响。研究表明:与正常供钾处理相比,在低钾胁迫处理下不同钾基因型烟草品种的根系生物量、总根长和根系总体积均显著下降,而不耐低钾烟草品种云烟1号降幅均大于耐低钾型烟草品种NC89;与正常供钾相比,在低钾胁迫处理下不耐低钾烟草品种云烟1号显著增加了根系中丙二醛（MDA）和超氧阴离子（O₂-）产生速率,增幅分别为30.32%和18.78%,而耐低钾型烟草品种NC89差异不显著;同时,低钾胁迫显著增加了不同钾耐性烟草品种过氧化氢酶（CAT）活性,在低钾处理条件下NC89地上部和根系中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的含量均显著增加,而云烟1号地上部POD和根系SOD显著增加。因此,在低钾胁迫条件下,耐低钾型烟草品种体内抗氧化酶活性更强,能更有效的清除ROS,更好的抵御低钾胁迫带来的氧化损伤。