外源添加肉桂醛提高烟草幼苗抵御盐胁迫机理的研究

  目的  为了探究添加肉桂醛对Na₂SO₄胁迫下烟草幼苗生长的影响机制。  方法  以烤烟K326为材料,在烟草幼苗期用不同浓度的Na₂SO₄和肉桂醛进行处理,结合烟草幼苗根系发育状况、活性氧含量、抗氧化酶活性及相关基因表达量等指标进行分析。  结果  Na₂SO₄浓度越高,对烟草生长的抑制作用越明显,烟苗根系发育越缓慢,H₂O₂积累越多;75 mmol/L Na₂SO₄胁迫下,0~25 μmol/L肉桂醛可以促进烟草幼苗根系生长,降低H₂O₂和MDA含量,诱导降低SOD和POD的酶活,提高CAT酶活,从而提高幼苗的抗氧化能力,增强烟苗的抗盐能力。  结论  在烟草幼苗阶段,20 μmol/L的肉桂醛可以有效提高烟草幼苗对75 mmol/L Na₂SO₄的抵抗能力,主要通过促进根系发育,调节活性氧含量,诱导抗氧化物质活性变化,缓解盐胁迫的抑制作用。      

喷施外源EBR和H2O2对低温胁迫烟苗恢复生长期生理特性的影响

  目的  探讨表油菜素内酯（EBR）和过氧化氢（H₂O₂）对低温胁迫后烟草幼苗生理和生长特性的影响。  方法  以烤烟品种K326为材料,研究低温胁迫后喷施外源表油菜素内酯（EBR,0.01 mg/L）和过氧化氢（H₂O₂,340 mg/L）对烤烟苗期抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性、渗透调节物质、丙二醛（MDA）和生物量的影响。  结果  （1）烟草苗期低温胁迫（CK1）4 d与正常生长（CK2）烟株相比SOD活性降低,POD、CAT活性升高,MDA、可溶性糖和脯氨酸含量上升,可溶性蛋白含量下降,生物量降低;（2）低温胁迫结束后,喷施外源EBR（T1）和H₂O₂（T2）相比低温对照（CK1）,恢复生长12 d烟苗SOD、POD、CAT活性分别提高61.87%和47.37%、239.06%和193.11%、168.07%和139.63%,MDA含量分别降低60.00%和50.00%,渗透调节物质含量和生物量显著增加;（3）喷施外源EBR（T1）和H₂O₂（T2）与正常生长（CK2）烟株相比,在恢复生长8 d和12 d时SOD、POD、CAT活性与可溶性糖含量无显著差异,MDA含量降低,脯氨酸含量显著上升。  结论  喷施外源EBR（0.01 mg/L）和H₂O₂（340 mg/L）能加快低温胁迫后烤烟K326幼苗的生理和生长恢复进程。      

生物炭对烟草幼苗氯化钠胁迫的缓解效应

  目的  研究外源添加生物炭对烟苗NaCl胁迫的缓解作用。  方法  以烤烟品种K326为供试材料,通过盆栽试验,施用150 mmol/L NaCl溶液进行盐胁迫,设置0、10、20和30 g/kg生物炭添加量,以不加盐和生物炭为对照（CK）,通过检测烟株生物量、水分含量、抗逆生理指标及矿质元素含量等,明确生物炭对烤烟盐胁迫的缓解作用。  结果  盐胁迫导致烟株发育迟缓,叶片含水率降低,自由水与束缚水比值降低,添加20~30 g/kg生物炭可显著提高烟株干鲜重,提高叶片的相对含水率,提高自由水与束缚水的比值。在同一时期,盐胁迫下添加20 g/kg生物炭可显著提高叶片叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素总量;而添加30 g/kg生物炭显著降低了丙二醛（MDA）和H₂O₂含量;同时,盐胁迫增加了叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,加入生物炭后SOD和POD酶活性显著降低。与CK相比,盐胁迫下烟株地上部Ca2+、K+和Mg2+含量分别下降34.36%、15.04%和11.37%,Na+含量增加542.90%,而在移栽后75 d,添加30 g/kg生物炭烟株地上部Ca2+含量增加34.05%,Na+含量降低54.99%。  结论  外源添加生物炭可以改善盐胁迫下烟草叶片水分状况、促进根系发育和烟株生物量积累,缓解由盐胁迫导致的活性氧增多引起的膜脂过氧化反应,调节烟株地上部的离子平衡,本研究中以添加20~30 g/kg生物炭对150 mmol/L NaCl胁迫下烟草生长的缓解效果较好。      

β-氨基丁酸诱导烟草抗碱初步研究

为探究外源BABA对提高烟草抵抗碱胁迫能力的机理。以云烟87为材料,从抗氧化系统,离子平衡和基因表达等方面来研究不同浓度BABA对碱胁迫下烟草幼苗的调节作用。结果表明:外源施加0.2mmol/L和0.5mmol/L BABA能促进碱胁迫下烟草幼苗根长和鲜重的增加;提高GSH、ASA、叶绿素和类胡萝卜素含量,降低脯氨酸和H₂O₂含量;增强超氧化物歧化酶、抗坏血酸还原酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性;降低烟草丙二醛含量和相对电导率来减轻碱胁迫对细胞膜损伤,提高有机酸含量缓解高pH毒害;降低Na+吸收,提高K+吸收来降低离子毒害。相对定量PCR表明:BABA可以诱导NtCaM和ABC转运蛋白家族基因表达来调节信号传导和物质转运;诱导GSH1和PROX1表达上调,促进GSH合成和脯氨酸代谢。以上结果表明:BABA诱导烟草抗碱是从抗氧化系统、有机酸合成、离子转运和基因表达等多方面综合作用的结果。      

外源甜菜碱及水杨酸对锰胁迫下烟草生理特性的影响

  目的  筛选最佳缓解锰胁迫的外源物质的浓度, 探究其对锰胁迫下烟草生理特性的影响。  方法  采用500 mg/kg的一水合硫酸锰（MnSO₄·H₂O）对盆栽烤烟进行胁迫试验,设置不同浓度的外源甜菜碱及水杨酸进行缓解试验,测定锰胁迫及外源物质作用下烟叶的锰含量、相对电导率及丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量及活性氧产生速率。  结果  锰胁迫下,锰含量、相对电导率及丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质及活性氧均显著提高,施用外源甜菜碱及水杨酸后以上指标会显著降低。其中,当施用的甜菜碱浓度为0.20 mol/L、水杨酸浓度为150 mg/L时,锰积累量、相对电导率、丙二醛含量及过氧化氢酶活性均达到最低水平,与锰胁迫下的水平达到显著差异;可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量在甜菜碱浓度为0.15 mol/L时达到最低水平。  结论  综合分析表明,当施用的外源甜菜碱浓度为0.20 mol/L、水杨酸浓度为150 mg/L时对烟草锰胁迫的缓解效果较佳。      

BABA 诱导烟草抵御高盐胁迫的初步研究

通过外源BABA 处理观察其对高盐胁迫下烟草生长的调节作用,并从抗氧化系统和相关基因表达探讨其作用机理。结果表明:在高盐胁迫下,外源0.2 mmol/L BABA 和0.5 mmol/L BABA 处理均能显著促进烟草的生长,根长和鲜重均显著增加;与盐胁迫组相比,外源BABA 处理能显著提高高盐胁迫下烟草幼苗体内还原型谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸、叶绿素和H₂O₂ 的含量,同时还能增加烟株超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸还原酶(APX)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性;外源BABA 还可通过降低高盐胁迫下烟株丙二醛(MDA)含量和相对电导率值来减轻高盐胁迫对细胞膜的损害。半定量PCR 结果表明:BABA 能够诱导脱落酸(ABA)调控基因NtRAB18、NtERD10D 和NtERD10B 表达。由此认为BABA 提高烟草的耐盐性是通过激发植物体内抗氧化系统和通过ABA 途径诱导逆激基因上调的综合结果。      

外源水杨酸对低温胁迫下低温敏感性不同的烤烟品种烟叶生理特性的影响

  目的  探究低温胁迫下外源水杨酸对低温敏感型不同烤烟品种叶片生理特性的影响,并筛选最佳外源水杨酸的缓解浓度。  方法  以低温不敏感型品种红花大金元及低温敏感型品种K326为材料,通过盆栽试验研究不同浓度外源水杨酸对4℃低温胁迫下红花大金元和K326叶片相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量及多酚代谢的影响。  结果  低温胁迫下,2个低温敏感性不同的烤烟品种的相对电导率、丙二醛含量、多酚氧化酶活性及苯丙氨酸解氨酶活性均显著上升,其中,K326的丙二醛含量上升幅度远大于红花大金元,达94.07%;而3个抗氧化酶活性均被显著降低,K326的可溶性糖含量及总酚含量、红花大金元的可溶性蛋白含量均显著上升。施加外源水杨酸后,K326及红花大金元的叶片相对电导率及丙二醛含量均显著降低,而3个抗氧化酶活性及苯丙氨酸解氨酶活性均显著上升,红花大金元的可溶性糖含量及可溶性蛋白含量、K326的总酚含量均显著上升;当外源水杨酸浓度为50~100 mg/L时对各个指标的缓解效果较好。  结论  外源水杨酸浓度50 mg/L处理对红花大金元及K326的缓解效果均达到最佳。      

NtPHGPx基因过表达和敲除对烟草苗期耐盐性的影响

为研究NtPHGPx基因对烟草耐盐性的影响,通过转基因技术获得NtPHGPx基因过表达和CRISPR/Cas9敲除材料,利用150 mmol/L NaCl对转基因材料处理14 d,研究盐处理下转基因材料根长、GPx酶活性、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量的变化。结果表明,NtPHGPx基因表达在盐胁迫3 h后即受到诱导;盐处理显著抑制了野生型烟草根部的生长,提高了丙二醛和过氧化氢的积累;盐胁迫下过表达株系的根长比野生型更长,MDA和H₂O₂含量较低,而基因敲除材料根的生长则进一步受到抑制,GPx酶活性明显降低,地上部MDA和H₂O₂的积累显著高于野生型。综上所述,过表达NtPHGPx基因提高了烟草的耐盐性,而敲除NtPHGPx基因则减弱了烟草的耐盐性,推测NtPHGPx基因可能通过影响烟草体内活性氧物质的清除活性参与植株对盐害的胁迫响应。     

普通烟草NtNAC042基因克隆、鉴定及功能分析

  背景和目的  NAC转录因子是一类植物特有的转录因子,在植物生长发育、生物/非生物胁迫中发挥着十分重要的调控作用,在普通烟草中克隆NtNAC042基因。  方法  进行生物信息学分析、亚细胞定位、转录激活试验和表达模式分析,以及基因功能分析。  结果  （1）生物信息学分析表明,NtNAC042基因编码蛋白具有高度保守的NAC结构域;（2）亚细胞定位和转录激活试验结果表明,NtNAC042定位于细胞核中,具有转录激活活性;（3）表达模式分析表明,NtNAC042基因在根和衰老叶片中表达量较高且受干旱胁迫、盐胁迫、H₂O₂处理诱导;（4）NtNAC042过表达烟草植株抗盐性显著提高。  结论  NtNAC042作为NAC型转录因子,在烟草衰老落黄及生物和非生物逆境应答中发挥着重要的调控作用。      

硫化氢对烟草种子萌发和幼苗生长的影响

为了明确硫化氢(H₂S)对烟草种子萌发和幼苗生长的影响,以烟草品种K326为材料,用不同浓度H₂S浸泡处理后观察种子萌发情况;采用水培法对正常萌发后的烟草幼苗进行不同浓度H₂S、H₂S抑制剂(HA)、H₂S清除剂(HT)以及盐胁迫处理,观察其对烟草幼苗生长的影响。结果表明：与对照相比,低浓度(0.05 mmol/L、0.1 mmol/L)H₂S处理对种子萌发具有促进作用,高浓度(0.25 mmol/L、0.5 mmol/L)H₂S处理明显抑制种子萌发。HA浓度为0.15 mmol/L、HT浓度为0.2mmol/L的处理可显著抑制幼苗的根系生长。0.05 mmol/L的H₂S处理对烟草幼苗生长具有促进作用,同时可以缓解盐胁迫对幼苗生长和根系发育的抑制作用。     

酸胁迫对烤烟幼苗根系形态、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响

  目的  研究酸胁迫对不同烤烟品种幼苗生长的影响。  方法  以云烟116和云烟87为试验材料,采用水培研究不同酸度（pH 4.0、pH 5.0和pH 6.0）对烤烟幼苗根系、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响。  结果  相较于对照（pH 6.0）,酸胁迫条件下,烤烟幼苗根系活力降低,根系发育缓慢甚至受到抑制;叶绿体和线粒体受到不同程度的损伤;丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均增加。相较于pH 5.0,处理6 d后,pH 4.0处理烤烟幼苗根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数均下降;叶绿体膨胀变形,基粒片层扭曲,线粒体空洞化,无结构清晰的嵴,MDA含量增加,SOD、POD和CAT的活性均降低。  结论  酸胁迫抑制烤烟幼苗根系发育,损伤叶片亚细胞结构及抗氧化酶系统,且随着pH下降,烤烟幼苗受损程度更高。云烟116受到酸胁迫影响较大,云烟87表现出较强的耐酸性。      

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。      

钠盐与AT毒素对烟苗根生长的影响

为确定不同钠盐对烟草赤星病菌AT毒素毒性的影响,作者采用摩擦接种处理、浇根处理、种子根处理3种生物测定方法确定了以烟草种子根处理法作为烟草赤星病菌的毒性测定方法。用10种化合物分别以5种不同浓度与AT毒素混合接种烟苗,分别以单独接种毒素稀释液与无菌水作对照。根长测定数据经DPS软件统计分析,结果表明单独施用AT毒素明显抑制烟苗根的生长,差异极显著;氢氧化钠、硝酸钠、苯甲酸钠、酒石酸钠均不能改变毒素对根长的影响,碳酸钠(200mg/mL)、酒石酸钾钠(200mg/mL)、四硼酸钠(0.02~0.2mg/mL)、氟化钠(0.2~2mg/mL)、柠檬酸钠(0.2mg/mL-200mg/mL)、钼酸钠(0.02~2mg/mL)对烟草赤星病菌毒素有明显钝化作用,以钼酸钠0.02mg/mL浓度处理效果最好,其次为柠檬酸钠0.2mg/mL处理;钼酸钠20~200mg/mL处理可增加AT毒素的毒性,浓度越大效果越显著。      

不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量的光谱响应

  目的  精准、快速、无损监测烤烟叶片钾素营养水平。  方法  设计不同程度的干旱和渍水胁迫试验,以K326、中烟100为供试品种,探索不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量与光谱信息的变化规律,筛选烟叶钾含量的敏感光谱特征变量及光谱参数,构建烟叶钾含量预测模型。  结果  （1）随水分胁迫程度的加重,在近红外光区,烤烟叶片钾含量和叶片光谱反射率的值在伸根期均表现为升高趋势,在旺长期与成熟期表现为降低趋势。（2）以利用本文筛选出的8个最佳敏感光谱指数（mSR705、SDr、DVI、MSAVI2、λg、Dr、NDSI（2275,1875）、RDVI）构建的BP神经网络模型效果最好,模型决定系数R2=0.9336,RMSE（均方根误差）为0.1348。  结论  可利用光谱参数构建烤烟钾含量BP神经网络模型,模型稳定、精度较好。可为实时精准监测烤烟叶片钾含量,及时了解土壤水分环境提供技术支撑。