过表达NtMYB4a基因通过调节激素平衡调控烟草植株生长发育

MYB转录因子广泛参与植物的生长发育过程。前期研究发现NtMYB4a能影响烟株生长发育,但其调控机制未知。本研究通过分析过表达NtMYB4a(OE)植株与其野生型(WT)植株在旺长期根、茎、叶的表型及激素水平差异,探讨NtMYB4a对烟草生长发育的影响。结果表明:过表达NtMYB4a能显著提高烟草植株的株高、茎围、叶数和叶长,且OE植株茎尖中吲哚乙酸-谷氨酸(IAA-Glu)、2-甲硫基顺式玉米素核苷(2MeScZR)、水杨酸-2-O-β-葡萄糖苷(SAG)等激素水平显著高于WT,叶尖玉米素核苷(tZR)和脱落酸(ABA)含量显著高于WT,而赤霉素3(GA3)、SAG等含量则显著低于WT。相关性分析表明,株高与茎尖中ABA、L-色氨酸(TRP)、顺式玉米素(cZ)、12-氧-植物二烯酸(OPDA)、SAG、IAA-Glu、赤霉素20(GA20)呈显著正相关,与N-(3-吲哚乙酰基)-L-丙氨酸(IAA-Ala)、吲哚-3-甲酸(ICA)、赤霉素24(GA24)呈显著负相关。最大叶长与叶尖中tZR呈极显著正相关,与ABA呈显著正相关。茎围和叶数与激素含量无显著相关性。过表达NtMYB4a可能通过调节茎尖ABA、TRP、cZ、OPDA、SAG、IAA-Glu、GA20的含量促进茎的生长正向调控烟株株高,还可调节叶尖中tZR和ABA的含量促进叶片的伸长。

不同烤烟品种间碳氮代谢关键酶及其产物的差异

为探究不同品种间碳、氮代谢关键酶及其主要产物间的差异和内在联系,寻找碳氮代谢适宜的后备烤烟品种,进行4个品种(云烟87、云烟105、云烟116、云烟121)的田间试验,观测其团棵期、旺长期、现蕾期总糖、还原糖、总氮、烟碱含量及代谢关键酶[蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)]活性。结果表明,碳代谢方面,云烟87总糖含量在旺长期达到最高;云烟105团棵期还原糖含量最高,旺长期SPS活性最高,云烟116现蕾期总糖含量最高,SS活性最高;云烟121现蕾期还原糖含量最高,团棵期和旺长期SS活性最高,现蕾期SPS活性最高。氮代谢方面,云烟87旺长期和现蕾期总氮含量最高,云烟105团棵期总氮含量最高,现蕾期烟碱含量最高,云烟116现蕾期总氮含量最高,团棵期NR和NiR活性最高,NiR活性旺长期最高,云烟121整个生长期GS活性均处较高水平。相关性分析结果表明,碳代谢方面,云烟105和云烟116的SS活性与总糖含量呈极显著相关,云烟87则是SPS活性与总糖含量呈极显著相关。氮代谢方面,除云烟87和云烟121外,其他品种NR和GS活性与烟碱含量均存在显著相关性,云烟121 NiR活性与总氮和烟碱含量存在显著或极显著相关性。综合以上因素,云烟116生长前期氮代谢旺盛,生长后期碳代谢旺盛,相比起云烟87有更优质的碳氮代谢机制,可作为威宁烤烟栽培的后备品种。