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。      

烟叶烘烤过程中蛋白质的降解及相关酶活性的变化

  目的  明确不同成熟度烤烟烘烤过程中蛋白质降解规律。  方法  以K326为材料,分析烟叶蛋白质、游离氨基酸含量,内肽酶、氨肽酶和羧肽酶活性变化情况。  结果  1）烘烤过程中,烟叶蛋白质含量持续下降;2）蛋白质的降解幅度与内肽酶活性密切相关。与尚熟烟叶相比,适熟和过熟烟叶在变黄前期内肽酶活性最高,蛋白质含量降解幅度大。3）游离氨基酸含量升高幅度与氨肽酶和羧肽酶活性有关。与适熟和过熟烟叶相比,尚熟烟叶在变黄后期,氨肽酶和羧肽酶活性较高。  结论  适当延长变黄期（36~38℃）烘烤时间,有利于保持烟叶内肽酶的活性,减少不同成熟度烘烤烟叶中蛋白质的含量。      

基于iTRAQ技术筛选烟叶响应衰老差异表达蛋白

  背景和目的  从蛋白质水平上揭示烟叶衰老机理。  方法  以烤烟品种K326为材料,测定烟叶未熟（IM）、适熟（WM）和过熟（OM）3个时期超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性;采用同位素相对标记与绝对定量技术（iTRAQ）鉴定3个时期烟叶响应衰老差异表达蛋白,对所获得的差异蛋白进行生物信息学分析,筛选出烟叶衰老潜在靶标蛋白。同时,选择12个蛋白进行平行反应监测（PRM）验证。  结果  （1）随着烟叶成熟度的增加,SOD、CAT、POD和APX活性逐渐降低。（2）共鉴定出4747种蛋白,过熟与未熟相比,存在321个差异蛋白,包括122个上调蛋白与199个下调蛋白。过熟与适熟相比,存在319个差异蛋白,其中124个表现为上调,195个表现为下调。适熟与未熟相比,发现223个差异蛋白质,包括125个上调蛋白和98个下调蛋白。（3）在基因本体（Gene Ontology,GO）功能注释中,差异蛋白质主要参与生物过程（代谢过程、细胞过程）、细胞组成（细胞、细胞组分、细胞器）和分子功能（催化活性）。（4）在京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）功能富集中,差异蛋白质显著富集于代谢途径、光合作用、次生代谢产物的生物合成等。（5）PRM验证发现对比组OM vs IM,OM vs WM和WM vs IM中,分别有10/9/10个蛋白质验证结果与iTRAQ定量表现出相同的趋势。6个差异蛋白包括Q1WL43、A0A1S4DCM1、A0A1S4C433、A0A1S4AKK6、A0A1S3ZQP6、A0A140G1P2可能是烟叶衰老潜在靶标蛋白。  结论  本研究采用iTRAQ结合PRM技术,筛选出烟草叶片响应衰老差异表达蛋白,可为深入认识烟草衰老的应答分子调控机制奠定基础。      

硃砂烟叶主要香气物质特征解析

为了研究硃砂烟叶特征“糯米香”风味的物质基础,采用同时蒸馏萃取-气相色谱-质谱法分析了硃砂烟叶（云烟87变异株）及其对照（云烟87）的香气物质特征。结果发现,在检出的114种香气成分中,硃砂烟的平均香气物质含量是对照烟叶的2.5倍,硃砂烟中含量高于对照烟叶的化合物有96种,其中有52种香气物质的平均变化倍率（硃砂/对照）大于1.5。这些化合物主要来自非酶棕色化反应和类胡萝卜素降解,是烟叶主体香味的重要组成部分。与文献数据比对发现本试验与相关文献有21种共同检出的香气物质,其中16种香气物质在本试验和文献数据中均表现为硃砂烟中含量高于对照烟。试验还发现麦斯明、3-氧代-a-紫罗兰酮、糠醇、2-环戊烯-1,4-二酮、面包酮、吡啶-3-甲醛以及未知物18的含量分布存在对照烟叶<浅色硃砂烟<深色硃砂烟的规律,说明硃砂烟的颜色深浅可能与这些香气成分的含量有关。香气物质含量的总体提高可能是硃砂烟形成其特征“糯米香”的物质基础。     

不同成熟度烤烟烘烤过程中游离氨基酸及转氨酶活性变化

为明确不同成熟度烤烟烘烤过程中游离氨基酸组分转化规律,以烤烟品种K326为材料,对烟叶游离氨基酸组分含量及转氨酶活性进行了动态变化分析。结果表明,烟叶烘烤过程中,以谷氨酸等10种氨基酸含量和氨基酸总量变幅较大;不同成熟度烟叶中谷氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和天冬氨酸含量变化差异主要集中在变黄后期和定色前期,此时,适熟和过熟烟叶在烘烤中转氨酶活性较高;与尚熟烟叶相比,适熟和过熟烟叶丝氨酸、组氨酸酸、精氨酸和赖氨酸含量从烘烤定色期开始,呈现下降的变化,表明烟叶成熟度对游离氨基酸转化为美拉德产物有一定影响。由此,适当提高烟叶成熟度,有助于烟叶游离氨基酸互相转化和美拉德反应产物的生成。     

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。