施氮量對煙葉成熟期重要物質代謝及基因表達的影響研究.pdf

1、為了闡明不同的氮肥施用量對煙葉風格特色形成的影響，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行種植，并根據(jù)當?shù)刈顑?yōu)的煙葉生產(chǎn)管理方法進行管理；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胞超微結構、常規(guī)化學成分和質體色素成分以及多酚類化合物成分及其相關的基因表達規(guī)律

2、進行比較分析，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)律及物質代謝特點對煙葉質量特色的影響。所獲得的結果如下：
　　1.細胞超微結構比較：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構特點、葉綠體和淀粉粒的發(fā)育、降解規(guī)律以及其它的一些細胞器和內(nèi)含物的變化規(guī)律進行了比較研究。結果表明：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胞組織結構變化規(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胞結構發(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.碳氮代謝相關物質以及相關基因表達行比較分析：（1）采用流動分析儀技術對不同施氮量下烤煙品種豫煙10號中部葉的常規(guī)化學成分（淀粉、總糖、還原糖、總氮）進行檢測分析：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技術對中部葉碳氮代謝的相關基因進行表達分析，發(fā)現(xiàn)糖代謝的相關基因INV的表達量較弱，而在移栽后90天T3處理下的表達有所增強；而AGPase基因在T1和T2處理下的表達量增加的較為明顯。與淀粉合成的相關基因GBSS

5、I和SBE表達量在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。與氮代謝相關的基因NR表達量在三個處理中均較高，尤其在T1處理下，NR基因表達量顯著高于T3處理；而NiR基因在T1處理下基因表達量有高于T3處理的趨勢。
　　3.質體色素類物質及其相關基因表達分析：（1）采用LC/MS技術對不同氮肥施用量下豫煙10號中部葉的質體色素含量進行檢測分析：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、紫黃質、葉黃素和β-胡蘿卜素的含量隨著成熟期的推進均表現(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體色素的含量表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。（2）采用Q-PCR技術對烤煙中部葉質體色素代謝相關基因進行表達檢測分析，發(fā)現(xiàn)葉綠素合成的關鍵基因CAB表達差異較為明顯，隨著煙葉的成熟CAB基因的表達量增強；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處理下的表達較弱，在T

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

8、酚類物質含量檢測分析：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蕓香苷含量表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢，達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技術對烤煙中部葉黃酮類物質代謝的相關基因進行表達分析，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基因表達量減弱。