雪茄烟叶工业发酵过程中霉变对真菌群落结构的影响研究

为探究雪茄烟叶工业发酵过程中真菌群落结构随霉变发生的变化情况,以德雪一号雪茄烟叶为实验材料,采用微生物学计数方法和Illumina MiSeq高通量测序技术对雪茄烟叶工业发酵过程中正常烟叶和霉变烟叶进行霉菌数量及真菌群落结构变化分析。结果表明:与正常烟叶相比,发酵第30 d霉变雪茄烟叶中,霉菌数量最高(8.3×10^(4) CFU/g),物种丰富度和多样性最低,OTU数量最少;在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)在发酵第30 d霉变烟叶中为绝对优势菌门,平均相对丰度为99.82%;在属水平上,曲霉属(Aspergillus)为整个发酵过程中的主要优势菌属,在发酵第30 d霉变雪茄烟叶中平均相对丰度最大(92.32%);发酵第30 d霉变雪茄烟叶与正常烟叶相比在物种组成上具有明显差别,其中曲霉属既是优势菌属,又是组间差异菌属,且在各样品中平均相对丰度均最高,推断其为引起雪茄霉变发生的关键菌属。

烟草白粉病研究进展

烟草白粉病是由专性寄生菌引起的烟草重要病害之一,主要危害烟草叶片,导致烟叶受损,严重时造成整株死亡,使烟草的产量和品质下降。烟草白粉病是严重制约烟草绿色高质量发展的重要原因之一。本文阐述了烟草白粉病的病原菌形态特征,总结了其发病原因及发生特征,综述了农业防治、化学防治、生物防治等烟草白粉病防治措施,并从抗病基因筛选、植物代谢产物开发、混合使用各类物质等方面提出了展望,以期为烟草白粉病的绿色防控提供参考。

基于HS-GC-IMS技术对不同程度霉变烟叶的判别

采用顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)技术测定广东韶关南雄不同程度霉变烟叶中的挥发性化合物,并进行化学模式识别及相对气味活度值(ROAV)分析,构建了基于差异挥发性成分的分类判别模型。结果表明:HS-GC-IMS差异图、挥发性化合物指纹图谱及相似度相关性热图显示不同程度霉变烟叶中的挥发性化合物存在差异;不同烟叶样品共定性出50种挥发性化合物,其中醇类13种,醛类6种,酮类8种,酯类13种,酸类1种,萜烯类1种,其他类8种;主成分分析(PCA)、层次聚类分析(HCA)和偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)均可有效区分不同程度的霉变烟叶,以变量重要性投影值(VIP)>1为依据筛选出20种差异挥发性化合物;进一步通过ROAV分析选取了17个差异挥发性化合物用于构建支持向量机(SVM)分类判别模型,所建模型的分类判别率为100%。该方法能有效区分不同程度霉变烟叶,具有高效、准确等优点,可为烟叶霉变的识别及预测提供技术和数据支撑。

仓储片烟中优势霉菌的分离鉴定及其霉变挥发性代谢产物研究

为建立仓储过程中片烟霉变的快速判别方法,通过纯培养和18S rDNA测序对仓储霉变片烟中的霉菌进行分离、纯化和鉴定,将优势霉菌进行致霉性试验,利用气相色谱离子迁移谱(GC-IMS)分析片烟在优势霉菌不同侵染时期挥发性组分的差异。结果表明,烟叶样品中根霉数量最多,其次是曲霉,再次是毛霉和青霉,优势霉菌为米根霉。致霉性试验表明,米根霉有一定的致霉性。将米根霉接种烟叶进行人工污染,在35℃、相对湿度70%的条件下,经18 d培养,霉菌数量达到5.0×10^(4) cfu/mL,片烟发生轻度霉变。经GC-IMS分析,共定性识别出42种特征挥发性化合物,其中1-辛烯-3-酮、3-辛酮、2-呋喃甲硫醇、松油醇、正辛醇、3-乙基-苯丙酸、戊酸、蒎烯这8种化合物含量在米根霉侵染阶段明显降低,顺式-3-己烯-1-醇、丁酸甲酯、2-戊酮、乙基丙酸这4种化合物含量在片烟发生轻度霉变时明显升高,可作为仓储片烟霉变的潜在标识分子。

田间烟草白粉病高效低残留杀菌剂的筛选

【目的】研究化学杀菌剂对烟草白粉病的防治效果及农药残留情况。【方法】通过田间药效试验比较分析40%腈菌唑可湿性粉剂(C1)、50%醚菌脂水分散粒剂(C2)、10%苯醚甲环唑水分散粒剂(C3)、30%氟菌唑可湿性粉剂(C4)、20%三唑酮乳油(C5)、40%菌核净可湿性粉剂(C6)和50%多菌灵可湿性粉剂(C7)等7种杀菌剂对烟草白粉病的防治效果和对烟草产质量的影响,并通过气相色谱—质谱仪分析比较杀菌剂在烤烟中的农药残留情况。【结果】C1、C2和C3对烟草白粉病的防治效果均优于C7,其中C2对烟草白粉病的防治效果最好(98.53%),其次为C1(88.99%)。烟叶产质量结果表明:使用C4防治烟草白粉病的田块中上等烟产量最高(845.48 kg/hm^(2)),占收获烟叶总量的64.70%;产值达40212.64元/hm^(2),除去药剂成本的纯收入最高(39573.64元/hm^(2));烟叶中农药的残留量较少,低于检测限量(0.05 mg/kg)。【结论】C2和C1可作为多菌灵防治烟草白粉病的替代农药,但农药残留略高;C4对烟草白粉病的防治效果较好,且农药残留较低。

基于SPME结合GC-MS法测定霉变烟叶中挥发性成分的研究

[目的]采用SPME富集霉变烟叶的挥发性成分,再用GC-MS对挥发性成分进行分离和鉴定,建立测定霉变烟叶挥发性代谢成分的方法。[方法]对影响SPME的因素(萃取头种类、萃取温度、萃取时间和解吸附时间)进行了优化,得到较优的萃取条件,并对方法的重现性进行考察;在上述条件下对样品进行测定,并对所筛选出的挥发性成分进行主成分和聚类分析。[结果]较优的萃取条件:采用固定相为75μm Carboxen-PDMS涂层的黑头萃取头,在80℃下萃取样品50 min,萃取头在气相色谱进样口的解吸附时间为2 min。方法的重现性考察显示,6次测定结果的RSD值小于20%,说明所建立方法具有较好的重现性,满足霉变烟叶中挥发性成分的测定要求。在上述条件下对样品进行测定,从样品中鉴别出醇类、酯类、酮类和醛类等挥发性成分,霉变烟叶与正常烟叶有8种化合物具有明显差别,分别是5-甲基-2-呋喃甲醇、1-辛烯-3-醇、苯甲醇、1,2-二甲氧基-苯、2,4-二氯-1-甲氧基-苯、5-甲氧基-6,7-二甲基-苯并呋喃、十六酸甲酯和十六酸。对所筛选出的8种挥发性成分的主成分和聚类分析结果表明,所筛选出的8种挥发性成分可作为烟叶霉变的标记成分。[结论]该方法的开发为烟叶早期霉变的识别及有效预防提供借鉴。

烘烤期烟叶霉烂病生防菌株的筛选与应用

【目的】探明烘烤期烟叶霉烂病生防功能菌株的种类及其防治效果,为高效、安全防治烟叶霉烂病,提高烟叶安全性提供理论依据。【方法】采用共培养方法,筛选能够明显抑制烟叶霉烂病病原菌米根霉生长的生防菌,制备不同浓度梯度的菌剂,研究其对烘烤期烟叶霉烂病的防治效果。【结果】从15株生防菌株中筛选出4株对米根霉有拮抗作用的生防菌,其抑菌圈直径(抑菌效果)为0.94~3.03 cm,表现为YWF-17-0001(解淀粉芽孢杆菌)>YWF-17-0011(枯草芽孢杆菌)>YWF-17-0005(胶质芽孢杆菌)>YWF-17-0006(解淀粉芽孢杆菌)。其中,菌株YWF-17-0001抑菌效果最好,抑菌圈直径达3.03 cm。菌株YWF-17-0001室内喷施浓度为10^(5)cfu/mL时对烟叶霉烂病的防治效果为95.14%,浓度为107 cfu/mL时的防治效果达100%;烟叶烘烤前用YWF-17-0001菌液1.5×10^(5)~1.5×10^(6)cfu/mL喷施或浸泡烟柄,对烟叶霉烂病的防治效果在98%以上,能够有效防控烘烤期烟叶霉烂病。【结论】解淀粉芽孢杆菌YWF-17-0001对烟叶霉烂病具有良好的防控效果和应用前景。

益生菌菌群对烟草生长及病害防治的影响

为探究益生菌菌群对烟草促生长作用及对烟草白粉病的防控作用,以益生菌菌群200倍液浸泡烟苗30 min为试验处理、自来水浸泡烟苗30 min为对照,开展了益生菌菌群对烟草生长及防控烟草白粉病的田间对比试验。结果表明,益生菌菌群200倍液浸泡烟苗30 min后,烟草平均株高为76.69 cm,显著高于对照(58.12 cm);烟叶数量平均为19.5片,显著高于对照(15.75片);平均最大、最小叶面积分别为569.66、92.10 cm2,平均最大叶面积显著大于对照,而平均最小叶面积与对照差异不显著。益生菌菌群200倍液浸泡烟苗30 min后,烟草枯黄比例为62.56%,烟草白粉病病情指数为57.31,防治效果为9%。益生菌菌群对烟草有明显的促生长作用,且对烟草白粉病有一定的防控作用。

芽孢杆菌LL17的分离鉴定及其对仓储烟叶霉变菌的抑制效果

为有效控制仓储烟叶的霉变,从烟草根际土壤中分离筛选出1株芽孢杆菌LL17,采用平板对峙法和牛津杯扩散法研究其对3株储烟霉变菌的拮抗效果,并结合培养特征、形态特征、生化特征和16S r DNA基因序列分析对菌株LL17进行了分类学鉴定。结果显示,LL17菌株在分类学上属枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。在平板对峙法和牛津杯扩散法的培养平板上均观察到明显的抑菌区,表明LL17菌株对供试的3株仓储烟叶霉变菌具有较强的拮抗作用。且LL17菌株无菌滤液对供试的2株曲霉分生孢子有明显的拮抗作用,可影响孢子萌发或导致菌丝畸变。因此,菌株LL17在储烟霉变的生物防控中可能具有潜在的应用前景和价值。

烟叶霉变的快速识别——基于近红外光谱与随机森林算法

为建立烟叶霉变快速识别模型,以复烤片烟为研究对象,在高温高湿条件下进行霉变实验,获得不同霉变程度的烟叶样本。应用近红外光谱技术在4000~12000 cm^-1范围内对烟叶的近红外光谱进行采集,获得烟叶样本的基础光谱数据。采用小波分解法对基础光谱数据进行解析,选择中间频率小波系数[cd4,cd5]为光谱变量,利用随机森林算法建立了不同霉变烟叶的识别模型。模型对训练集预测准确率达到93.82%,独立测试集判别准确率达到94.84%,对未霉变样品、临近霉变样品和霉变样品的判别均取得了令人满意的结果。

烟草白粉病抗性基因的QTL定位

为发掘与抗白粉病基因紧密连锁的分子标记,以台烟7号为母本,NC89为父本,构建F2群体,利用烟草白粉病致病菌二孢白粉菌(Erysiphe cichoracearum DC)进行人工接种鉴定。筛选2317对SSR引物,得到61对多态稳定的引物,用其对285株F2单株进行分析,构建遗传连锁图谱。利用WinQTLCart 2.5软件对烟草白粉病抗性基因进行QTL定位。检测到1个烟草白粉病抗性基因QTL位点,与SSR引物52725紧密连锁,遗传距离为1.01cM,其加性效应为-14.38,贡献率为21.02%。

烘烤期烟叶霉烂病的研究进展与展望

烘烤期间发生的烟叶霉变是由病原微生物引起的,依据霉变的发生症状可以划分为叶基霉烂型和叶片霉烂型。本文从烘烤期烟叶霉烂病的病原、危害、防治技术等3方面概述了我国烤烟烘烤期烟叶霉烂病的研究现状,并针对目前烟叶霉烂病研究及防治技术方面存在的问题提出了相应的对策与思路。

广西烟仓霉变发生状况调查及主要霉变因素探讨

对广西贮藏烟叶霉变发生状况和主要霉变因素的调查研究结果表明,广西各地烟仓霉变现象较为普遍。已明确霉菌属类有曲霉（Aspergillus）、青霉（Penicillum）、根霉（Rhizopus）和毛霉（Muor）,其中曲霉为优势种群,分布广、为害大。每年的5-9月份是贮藏烟叶霉变的重要时段。贮藏烟叶是否霉变及霉变程度如何与烟仓的设施条件和仓贮管理工作好坏密切相关。温度、湿度和烟叶含水量是影响贮藏烟叶霉变的三大因素,湿度为主导因素。

烘烤期烟叶霉变发生规律及关键影响因素

研究在烘烤过程中不同层次烟叶霉变发生规律及影响因素,为防控烟叶霉变发生的措施提供适时适度的依据。通过摄像头记录烘烤过程中烟叶霉变的发生情况,采用温湿度记录仪记录烘烤过程的温度和相对湿度,探讨烘烤期间烟叶霉变发生规律,以及温度和相对湿度对烟叶霉变的影响。结果表明:烘烤过程中烟叶霉变发生率呈S型变化;1~4层的霉变开始时间分别为:30.3,28.7,23.2,22.3 h;1~4层的霉变终止时间分别为:63.3,62.7,57.3,56.7 h;4层气流上升式密集烤房的1层与2层,3层与4层的霉变发生无显著差异外,其余均存在极显著性差异;1~4层霉变爆发时间分别为:49.29,46.97,44.70,43.47 h;随着烤房内装烟层次的上升,温度逐渐降低,相对湿度逐渐升高,且低温高湿时间持续越长,霉变较为严重;1层烟叶霉变进入稳定期的温度为41.5℃,相对湿度(RH)为77.8%。烟叶霉变的发生趋势为S型,且与烘烤过程中的温湿度有关。为防止烘烤期间烟叶霉变,必须在43.47 h之前使高温层的温度≥41.5℃,相对湿度≤77.8%。

基于BP神经网络的仓储烟草霉变预测

烟草霉变预测尚没有有效的方法。为实时预测仓储烟草的霉变程度,选取仓储环境的温湿度和烟草的自身含水量参数作为神经网络的输入层,烟草霉变度作为输出层,建立BP神经网络烟草霉变预测模型。选取78组实测数据作为训练样本对预测模型进行训练,得出了神经网络的阈值和权值。利用14组预测样本针对该预测模型进行了仿真,并进行了线性回归分析。结果表明,建立的烟草霉变预测模型具有较高的预测精度,预测值和实际值的偏差在[-0.028,0.033]之间,相对误差绝对值的平均值为0.001 9。最后,在基于嵌入式ARM+Linux+Web的某公司烟草仓库智能监测系统中,实现了烟草霉变实时预测功能,取得了较好的效果。

我国烟草真菌区系调查及霉变成因的研究

对从我国各地采集所得的105份正常和50份霉变烟草样品,做了带菌量、菌相及霉变原因的研究.结果表明,从正常样品共分离鉴定出21属82种真菌:毛霉目9种,曲霉属21种,青霉属28种,木霉2种,酵母菌3种,其它真菌19种.正常烟叶、当日产成品香烟及市售成品香烟的带菌量分别为101～103CFU/g、101～103CFU/g和102～104CFU/g.从霉变样品共分离鉴定出25属87种真菌:毛霉目11种,曲霉属25种,青霉属29种,木霉2种,酵母菌3种,其它真菌17种.霉变烟叶及市售霉变成品香烟的带菌量分别为103～107CFU/g和103～105CFU/g.同时查明,环境温度、空气湿度及烟草水分的变化是造成烟草霉变的主要原因.

烘烤过程中霉变烟叶主脉超微结构的变化

以云烟85的适熟中部叶(第9~11位叶)为材料,每隔4 h观察气流上升式四层密集烤房的顶层(第4层)烟叶在烘烤过程中的霉变状况,至相邻2次霉变烟叶数无增加(60 h),停止观察;每隔12 h用扫描电镜随机观察霉变烟叶主脉端口和表皮的超微结构,至60 h时终止。结果表明,在烘烤过程中的22.3 h左右,顶层烟叶开始发生霉变,于43.47 h左右暴发,其霉变率为29.2%,至56.7 h左右终止,霉变率达58.2%,经拟合,烟叶霉变率曲线符合"S"型曲线;0~12 h烟叶主脉端口破损,且有部分晶体产生,12~24 h晶体裂解,且出现菌丝,48~60 h时,霉菌迅速生长繁殖,表皮霉菌生长量最大;0~12 h,烟叶主脉表皮细胞的宽度缓慢收缩,且有微量的霉菌孢子萌发,在12 h之后快速收缩,12~24 h出现菌丝,霉菌快速生长繁殖期处于48~60 h,60 h表皮腺毛干瘪。烟叶霉变的发生时间处变黄中期和末期,防控烘烤过程中烟叶霉变的最佳时间应在22.3 h之前。

山东仓储片烟表面微生物区系研究

对山东不同产地库存正常和霉变片烟表面微生物区系进行了系统研究。从正常和霉变片烟表面分离鉴定了17属51个真菌菌株,3属8个细菌菌株和4属10个放线菌菌株。正常和霉变片烟表面真菌类群以曲霉、青霉、根霉、毛霉相对分离频率较高,且多数真菌可致使烟叶霉变,以黑曲霉、黄曲霉、总状毛霉、匍枝根霉、黄柄曲霉等致霉力较强。诱致山东仓储片烟霉变的主要霉菌类群为黄柄曲霉、黑曲霉、黄曲霉、桔青霉、纯绿青霉、产黄青霉、总状毛霉、匍枝根霉。正常片烟表面微生物数量为细菌>放线菌>真菌,霉变片烟表面微生物数量为真菌>细菌>放线菌。与正常片烟相比,霉变片烟表面真菌菌相单一,真菌菌落密度大幅增加,细菌与放线菌菌落密度相对变化较小。正常片烟真菌带菌量约在80～1100cfu/g,平均为400cfu/g。霉变片烟真菌带菌量最低5000.0cfu/g,平均达1.3×107cfu/g,是正常片烟平均真菌带菌量的3302.5倍。真菌带菌量的增加是片烟霉变的显著特征之一。

湖北晒晾烟地方种质对烟草白粉病抗性的温室鉴定

为了明确湖北晒晾烟地方种质对烟草白粉病的抗性,利用中国农业科学院烟草研究所保存的白粉病菌,在温室中采用人工喷雾接种方法对湖北的88份地方晒晾烟种质进行了鉴定。结果表明:不同晒晾烟种质对烟草白粉病的抗病性差异明显,88份种质材料中高抗13份,中抗39份,中感和高感均为18份。抗性最高的种质为LC04,ZX06和WF04,其相对抗病指数为0.99;抗性最差的FJY01和CY08,其相对抗病指数不足0.1。对不同抗病类型种质的抗病性差异显著性分析显示,不同抗病类型种质的病叶率、病情指数和相对病情指数均达到显著水平。利用DPS数据分析软件对88份种质进行聚类分析显示,在种质抗性反应谱系图上划分为高抗、中抗、中感和高感4类。

不同烟草品种对白粉病的抗性

为搜集烟草抗白粉病的种质材料,于2011年选取了21个烟草品种,用中国农业科学院烟草研究所保存的白粉病菌在温室中对其进行了人工接种鉴定;2012年选取了15个烟草品种,用采自四川的白粉病菌在隔离室中对其进行了人工接种鉴定。结果发现,对两个菌种均表现出免疫的品种为塘蓬;表现高抗的品种为NC89;中抗的品种为Beihart1000-1、K346和吉烟9号;高感品种为中烟90和CF203;龙江911、G140、TI245、中烟100、云烟87、云烟85、中烟103、红花大金元、翠碧1号、G80、NC55、南江3号和净叶黄品种表现为中感或高感。Hicks品种对上述2个菌种的抗性表现存在一定差异,规律性不明显。