施氮量對煙葉成熟期重要物質(zhì)代謝及基因表達(dá)的影響研究.pdf

1、為了闡明不同的氮肥施用量對煙葉風(fēng)格特色形成的影響，本研究以烤煙品種豫煙10號為試驗材料，分別設(shè)置低氮處理（T1,22.5kg/hm2）、中氮處理（T2,26.25kg/hm2）和高氮處理（T3,30kg/hm2）三個處理在河南省許昌市襄縣進(jìn)行種植，并根據(jù)當(dāng)?shù)刈顑?yōu)的煙葉生產(chǎn)管理方法進(jìn)行管理；在煙葉生長發(fā)育過程中，對打頂后（即移栽后60天）的不同時期的中部葉的細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、常規(guī)化學(xué)成分和質(zhì)體色素成分以及多酚類化合物成分及其相關(guān)的基因表達(dá)規(guī)律

2、進(jìn)行比較分析，探索烤煙煙葉在不同氮肥施用量條件下的生長發(fā)育規(guī)律及物質(zhì)代謝特點對煙葉質(zhì)量特色的影響。所獲得的結(jié)果如下：
　　1.細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)比較：采用透射電鏡的方法對不同施氮量條件下豫煙10號不同發(fā)育時期中部葉組織結(jié)構(gòu)特點、葉綠體和淀粉粒的發(fā)育、降解規(guī)律以及其它的一些細(xì)胞器和內(nèi)含物的變化規(guī)律進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明：豫煙10號烤煙品種中部葉在不同氮肥施用量條件下葉片細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)變化規(guī)律差異明顯，T1處理下的煙葉淀粉粒體積小且含量少，

3、嗜鋨顆粒體積和含量增大增多趨勢明顯；T2處理下煙葉淀粉粒和嗜鋨顆粒的體積及含量增大增多較為明顯；T3處理下煙葉淀粉粒和嗜鋨顆粒體積及含量增大增多不明顯。不同施氮量下的煙葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)育比較，正常施氮量下的煙葉淀粉粒降解更為充分，發(fā)育更快。
　　2.碳氮代謝相關(guān)物質(zhì)以及相關(guān)基因表達(dá)行比較分析：（1）采用流動分析儀技術(shù)對不同施氮量下烤煙品種豫煙10號中部葉的常規(guī)化學(xué)成分（淀粉、總糖、還原糖、總氮）進(jìn)行檢測分析：從整體來看，成熟期烤煙中部

4、葉的淀粉、總糖和還原糖含量均表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，總氮含量表現(xiàn)出平穩(wěn)遞降的趨勢；對氮處理的研究發(fā)現(xiàn)，淀粉和總氮含量隨著土壤氮肥施用量的增加表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，而總糖和還原糖含量則相反，表現(xiàn)出遞降的趨勢。（2）采用RT-PCR技術(shù)對中部葉碳氮代謝的相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)糖代謝的相關(guān)基因INV的表達(dá)量較弱，而在移栽后90天T3處理下的表達(dá)有所增強；而AGPase基因在T1和T2處理下的表達(dá)量增加的較為明顯。與淀粉合成的相關(guān)基因GBSS

5、I和SBE表達(dá)量在T1處理下表現(xiàn)先升高后下降的趨勢，而在T2和T3處理下則表現(xiàn)為持續(xù)上升趨勢，說明隨著施氮量的增加，淀粉的積累較為明顯。與氮代謝相關(guān)的基因NR表達(dá)量在三個處理中均較高，尤其在T1處理下，NR基因表達(dá)量顯著高于T3處理；而NiR基因在T1處理下基因表達(dá)量有高于T3處理的趨勢。
　　3.質(zhì)體色素類物質(zhì)及其相關(guān)基因表達(dá)分析：（1）采用LC/MS技術(shù)對不同氮肥施用量下豫煙10號中部葉的質(zhì)體色素含量進(jìn)行檢測分析：從整體來看，

6、成熟期烤煙中部葉的葉綠素a、葉綠素b、新黃質(zhì)、紫黃質(zhì)、葉黃素和β-胡蘿卜素的含量隨著成熟期的推進(jìn)均表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢；隨著氮肥施用量的增加烤煙煙葉中的質(zhì)體色素的含量表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。（2）采用Q-PCR技術(shù)對烤煙中部葉質(zhì)體色素代謝相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)檢測分析，發(fā)現(xiàn)葉綠素合成的關(guān)鍵基因CAB表達(dá)差異較為明顯，隨著煙葉的成熟CAB基因的表達(dá)量增強；同時CAB基因隨著氮肥施用量的增加而增強。葉綠素降解的基因CLH在T3處理下的表達(dá)較弱，在T

7、I和T2處理下的表達(dá)較強，這與細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果較為一致。而與類胡蘿素合成的相關(guān)基因PSY、PDS、ZDS、LCYB和LCYE，在移栽后62天和76天其表達(dá)量表現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢，而在移栽后90天，類胡蘿素合成的相關(guān)基因的表達(dá)量表現(xiàn)出增強的趨勢；而在不同施氮量處理下，類胡蘿素相關(guān)基因的表達(dá)量隨著氮肥施用量的增加呈逐漸增強的趨勢。
　　4.多酚類物質(zhì)及其相關(guān)基因表達(dá)分析：（1）采用LC/MS技術(shù)對不同施氮量下豫煙10號中部葉的多

8、酚類物質(zhì)含量檢測分析：整體來看，綠原酸含量隨著煙葉的成熟而升高，隨著氮肥施用量的增加而降低。隨著成熟期生育期的推進(jìn)蕓香苷含量表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢，達(dá)到生理成熟后開始下降，而隨著氮肥施用量的增加蕓香苷含量表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。（2）采用RT-PCR技術(shù)對烤煙中部葉黃酮類物質(zhì)代謝的相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)分析，研究發(fā)現(xiàn)隨著煙葉的成熟PAL、4CL、CHS和CHI基因的表達(dá)量表現(xiàn)為先升高再降低的趨勢，而隨著施氮量的增加該途徑相關(guān)基因表達(dá)量減弱。