不同成熟度烟叶烘烤过程中大分子物质代谢动态研究

【目的】为探索烘烤过程中不同成熟度烟叶烘烤过程中生理指标的变化大分子物质代谢动态变化规律,为烤出具有良好香吃味的烤烟提供科学依据。【方法】本研究采用常规生理研究方法检测分析烘烤过程中不同成熟度烟叶的生理指标。【结果】成熟度对烘烤过程中烟叶的大分子物质代谢具有重要影响;成熟度适宜的烟叶烘烤过程中色素降解速度较快且烤后降解较彻底,淀粉水解为水溶性糖较为彻底,淀粉酶活性强,对烟叶香味及吸味品质形成较为有利;过熟烟叶色素含量降解少、烤后含量较低;过熟烟叶淀粉、可溶性糖和蛋白质含量高。烘烤过程中蛋白质含量均呈现增加-减小-增加-减小-增加、氨基酸含量均呈现增加-减小、内肽酶含量均呈现增加-减小-增加-减小的趋势。【结论】成熟度适宜的烟叶烘烤过程中色素降解速度较快且较彻底,淀粉、淀粉酶含量适宜,淀粉水解为水溶性糖较为彻底,蛋白质的含量适宜,利于美拉德反应的完成,对烟叶品质形成具有重要作用。

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。

氮肥配施生物炭对烤烟生长及烤后烟叶化学品质的影响

【目的】研究生物炭与氮肥配施对烤烟生长及烤后烟叶化学品质的影响。【方法】以云烟87为供试品种进行双因素随机区组试验,设置2个生物炭施用量水平(B0:不施用生物炭;B1:每100 kg土壤施用3 kg生物炭)和3个氮肥施用量水平(N0:0 kg/hm^(2);N1:52.5 kg/hm^(2);N2:105.0 kg/hm^(2)),共6个处理,对不同处理烤烟各生育时期的生长指标、烤后烟叶化学成分及致香前体物含量进行测定。【结果】氮肥配施生物炭可极显著影响烤烟团棵期与旺长期的株高、茎围和最大叶长(P<0.01),并显著影响伸根期的最大叶长以及旺长期和成熟期的最大叶宽(P<0.05);二者配施可极显著影响烤后下部叶的总氮、烟碱和钾含量,中部叶的烟碱和氯含量以及氮碱比和糖碱比,上部叶的总糖含量和糖碱比(P<0.01),还可显著影响上部叶的还原糖含量(P<0.05);从香气前体物来看,二者配施可极显著提高中部叶β-胡萝卜素和叶黄素的含量(P<0.01)。【结论】生物炭与氮肥配施可促进烟株的生长,有利于提高其内在化学成分和香气前体物质含量,还可减少氮肥施用量。

K326烤烟品种不同部位烘烤工艺对比研究

【目的】本研究主要探索不同烘烤工艺对K326各部位烟叶品质的影响,以筛选出较适宜的烘烤工艺,保障滇中烟区优质烟叶原料的供应。【方法】基于前期热泵烤箱试验得出K326在定色期、干筋期最佳温度参数范围,采用多因素单一变量原则在密集烤房中对比研究上、中、下部位在不同干、湿球影响下的烟叶质量,验证各部位适宜的工艺参数。【结果】下部叶定色前、后期和干筋前、后期的干湿球温度分别为45~48、36~37℃;53~55、37~38℃;58~60、37~39℃;65~68、39~40℃。中部叶定色前、后期和干筋前、后期的干湿球温度分别为45~48、36~38℃;53~55、37~38℃;58~60、39~40℃;65~68、39~40℃。上部烟定色前、后期和干筋前、后期的干湿球温度分别为45~48、36.5~37℃;53~55、37~37.5℃;58~60、38.5~39℃;65~68、39.5~40℃。【结论】以上工艺参数是烤烟K326各部位烘烤工艺适宜参数,有利于整体烟叶质量提升与工业可用性。

基于iTRAQ-PRM技术筛选不同类型土壤烤烟根系差异表达蛋白

【目的】从蛋白质水平揭示烤烟根系对不同类型土壤的响应差异。【方法】以烤烟品种K326为材料,选取石灰岩土(沙壤土)、水稻土和红壤土,测定3种类型土壤烤烟根系活力、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和天冬氨酸合成酶(AS)活性;利用iTRAQ技术鉴定3种类型土壤烤烟根系差异表达蛋白,对所获得的差异蛋白进行生物信息学分析,从中选择16个蛋白进行平行反应监测(PRM)验证。【结果】(1)红壤土的烤烟根系活力、NR、GS和AS活性均高于沙壤土和水稻土;(2)从水稻土vs沙壤土、沙壤土vs红壤土、水稻土vs红壤土3组对比中分别鉴定出699、650、569个烤烟根系差异表达蛋白,其中上调/下调蛋白分别为412/287、291/359和323/246个;(3)差异蛋白质主要有催化、结合、转运活性等功能;(4)差异蛋白功能富集于次生代谢产物的生物合成、代谢途径和苯丙烷类生物合成等代谢途径;(5)红壤土烤烟根系与抗逆性、碳水化合物和能量代谢、蛋白质合成等相关的差异蛋白表达均高于沙壤土和水稻土。【结论】利用iTRAQ标记技术,结合PRM验证技术筛选出不同类型土壤烤烟根系差异表达蛋白,为获取响应关键蛋白奠定基础。

氮肥配施生物炭对坡耕地烤烟/青贮玉米套作生物量和光合特性的影响

【目的】研究氮肥配施生物炭对坡耕地烤烟/青贮玉米套作生物量和光合特性的影响。【方法】以云烟87烤烟品种和中玉335青贮玉米品种为试验材料,在坡度为10°的模拟小区进行套种试验。设置氮肥水平(N)和生物炭(B)2个因素:3个氮肥施用量(烤烟+青贮玉米)分别为0+0(N0)、52.5 kg/hm^(2)+100 kg/hm^(2)(N_(1))和105 kg/hm^(2)+200 kg/hm^(2)(N_(2));2个生物炭施用量分别为不添加生物炭(B_(0))和添加3%生物炭(每100 kg土添加3 kg生物炭,B_(1))。测定烤烟和玉米成熟期的质体色素含量、光合参数及鲜干质量。【结果】在同一氮肥水平下,添加生物炭可提高成熟期烤烟烟叶的质体色素含量;氮肥配施生物炭对烤烟及青贮玉米的鲜干质量有积极作用,可提高拔节期青贮玉米叶片的叶绿素含量,对成熟期烤烟净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有提高作用,对拔节期青贮玉米的各项光合参数有提高作用。【结论】生物炭搭配常规施氮处理对提高烤烟鲜干质量和青贮玉米光合作用效果最好,生物炭搭配常规氮肥减半处理次之。因此,生物炭搭配减氮施肥能起到降低氮肥施用量的作用,但具体氮肥的减少量需根据土壤类型和生物炭添加量而定。