不同施氮水平下低烟碱烟草品种烟碱累积和成熟落黄特性

为研究低烟碱烟草的烟碱累积和成熟落黄特性,解析烟碱含量与烟草成熟落黄特性的相关性,以NC95背景低烟碱烟草品种MAFC5、MLAFC34和LAFC53,K326背景低烟碱烟草品种CD01为材料,并以NC95和K326作对照,分析了不同施氮水平对供试烟草材料不同时期、不同叶位叶片烟碱含量的影响,并进行了成熟落黄特性比较。结果表明:随着烟株的生长,低烟碱烟草的烟碱含量逐渐增高;供试低烟碱烟草品种的烟碱含量均低于对照NC95和K326,表现为MAFC5>MLAFC34>LAFC53>CD01,分别较对照降低39%、43%、79%、96%;MAFC5、MLAFC34、LAFC53不同叶位叶片的烟碱含量由下至上逐渐升高,而CD01不同叶位叶片的烟碱含量则由下至上依次降低;施氮量增加,各品种烟草烟碱含量均增加,从低施氮量到高施氮量,MAFC5、MLAFC34和LAFC53的叶片的烟碱含量分别增加24.3%、26.1%、19.6%,而CD01仅增加9.9%左右,影响较小;MLAFC34和LAFC53的成熟落黄特性较差,CD01和MAFC5的成熟落黄特性和对照烟草接近。本研究发现低烟碱烟草品种叶片的烟碱含量均低于对照品种,施氮量增加对各品种烟碱含量有不同程度的提升作用,叶片烟碱含量与成熟落黄特性无必然关联。

低烟碱烤烟品种与茄子嫁接效应分析及对嫁接面烟碱合成的影响

降低烟叶烟碱含量至低于致瘾阈值水平是世界卫生组织提出的减少人们对烟草依赖性的一项措施,但目前已有低烟碱品种的烟碱含量尚不能达到世界卫生组织提出的初步标准。为此,探索采用低烟碱品种与茄子嫁接降低低烟碱品种烟碱含量的效果和可行性,对嫁接面烟碱合成关键基因进行PCR鉴定,分析了嫁接后烟叶微量生物碱的来源和对不同烟碱含量品种的响应。结果表明,引进的低烟碱品种NC926和国内低烟碱品种LAK326(CD-01)烤后中部叶烟碱含量分别为0.2513%和0.2720%;NC926与茄子嫁接后成熟期鲜烟叶和烤后烟中部叶烟碱含量分别降至0.0395%和0.0460%,LAK326与茄子嫁接后成熟期鲜烟叶和烤后烟中部叶烟碱含量分别降至0.0370%和0.0394%,接近或低于世界卫生组织设定的烟碱含量限量标准(0.4 mg/g)。通过比较常规高烟碱品种、低烟碱品种的嫁接烟嫁接面部位和非嫁接烟相应部位茎切面烟碱合成关键基因NtPMT1、NtPMT2、NtQPT2、NtBBLa、NtA622的表达情况,发现高烟碱和低烟碱品种烟茄嫁接后茎切面的烟碱合成关键基因表达量不同程度显著上调,表明嫁接措施可诱导嫁接部位产生烟碱合成能力,推测嫁接烟微量烟碱来自茎切面,且不同烟碱合成能力烤烟品种对嫁接产生不同响应,低烟碱品种烟碱合成关键基因表达量低于高烟碱品种。综上,与常规高烟碱品种与茄子嫁接相比,低烟碱品种与茄子嫁接技术结合可进一步降低烟叶烟碱含量,烤后烟叶可接近或低于世界卫生组织设定的烟碱含量限量标准。

四川白肋烟亲本改良及低烟碱转化杂交种的增质减害效果

针对四川白肋烟杂交种达白1号、达白2号和达白3号烟碱转化株比例和烟碱转化率高的问题,采用转化株早期诱导鉴定和选择技术对其亲本进行改良,培育出改良杂交种达白1号NN、达白2号NN、达白3号NN,并探讨了其增质减害效果。经过2代定向选择后,转化问题较为突出的父本材料达所26和达所27的转化株比例,分别由53.2%和96.0%降低到5%以下和12%以下;3个改良杂交种晾制后混合烟叶样品的烟碱转化率分别为3.0%、2.2%和2.63%,分别比相应常规种的10.89%、7.62%和51.81%降低72.5%、71.1%和94.9%。总烟草特有亚硝胺(TSNA)含量比相应常规杂交种分别降低38.5%、29.2%和50.8%,N-亚硝基降烟碱(NNN)含量比相应常规杂交种分别降低61.3%、49.6%和71.0%。改良杂交种香味品质明显改善,表现为烟叶风格程度增加,香气质、香气量提高,杂气减少。改良杂交种生物碱组成得到优化,增质减害效果明显,具有较大的推广利用价值。

低/超低烟碱含量烟叶生产途径及对烟叶化学成分和质量的影响

烟碱是烟叶和烟气中重要的具有生理活性的化学成分,大幅度降低烟碱含量对烟叶化学组成和感官质量会产生显著影响。目前虽然可通过遗传育种、遗传工程、农艺调控和化学萃取等途径在一定程度上实现低/超低烟碱含量烟叶生产,但能否大规模投入使用尚存在不确定性。本文针对烟碱管控这一国际烟草界热点问题,围绕低烟碱烟叶生产途径和特点,低烟碱烟叶化学成分和烟叶质量变化等进行了全面综述,并对低烟碱烟叶生产和应用的可行性和局限性进行了分析和展望。

基于烟茄嫁接的低烟碱烟草烟叶化学成分变化

为探索通过嫁接技术有效降低烟叶烟碱含量的技术,以茄子为砧木,云烟87为接穗,采用盆栽试验研究了烟茄嫁接生产低烟碱烟叶的可行性和烟叶化学成分的变化。试验共设烟/烟、烟/茄不培土、烟/茄培土等3个处理。结果表明:烟茄嫁接,烟株植物学特征和农艺性状未显著改变,烟叶烟碱含量降至极低水平,鲜烟叶中烟碱含量低至0.08%,烤后烟烟叶烟碱含量低至0.10%,比对照降低95%,假木贼碱和降烟碱含量也有所降低,但假木贼碱的下降比例较小,表明假木贼碱在叶片中有一定的合成能力,新烟草碱在鲜烟叶和烤后烟中均未检测到。在接穗底部培土诱发了不定根产生,能够促进生物碱的合成,导致烟/茄培土的烟碱含量比烟/茄不培土明显升高;烟茄嫁接的烟叶叶绿素含量显著高于对照,成熟较慢,蛋白质、淀粉、总氮含量较高,总糖、还原糖含量降低。本研究为通过农业措施选择性降低和调节烟叶烟碱含量提供了新的途径。

低烟碱品种及栽培模式对烤烟化学成分及感官质量的影响

【目的】为研究低烟碱品种结合低烟碱栽培模式对烟碱的降低效果及其他烟叶化学成分和烟叶质量的影响。【方法】在河南省许昌市,以常规品种中烟100、低烟碱品种ITB687和超低烟碱品种NC926为材料,设置当地常规栽培模式(LCCP)和低烟碱栽培模式(LNCP)进行栽培试验。【结果】(1)不同品种在LCCP下农艺性状差异较小,而LNCP模式对其生长后期影响较大,叶片长宽比增加,上部叶面积和单叶重显著下降。(2)在LCCP下3个品种的生物碱含量差异极大,NC926上部叶和中部叶调制后烟碱含量分别为0.28%、0.21%。LNCP显著降低烟叶烟碱和总生物碱含量,但低烟碱品种在LNCP下烟碱降幅相对较小,其中NC926上部叶调制后烟碱含量降低38.03%,中部叶无显著差异;高烟碱品种采用LNCP降低幅度相对较大,其中中烟100上部叶和中部叶调制后烟碱含量分别降低44.11%、30.01%。(3)在LCCP下不同品种同一部位烤后烟的还原糖、总糖、总氮含量均表现为中烟100>ITB697>NC926,LNCP下烟叶总氮含量降低,上部叶还原糖、总糖含量增加,但中部叶还原糖、总糖含量降低。(4)在LCCP下不同品种中性香气成分含量以及经济性状无显著差异,LNCP下烟叶中性香气成分总量减少,香气质变差,香气量、浓度、劲头和刺激性减小,余味变淡,同时烟叶经济性状变差。【结论】通过遗传育种途径可选择性大幅降低生物碱含量,采用低烟碱栽培模式虽可使烟碱含量进一步降低,但对烟叶质量和效益会产生显著负面影响。

基于烟茄嫁接的超低烟碱烟叶的感官质量和烟气特性

【背景和目的】本研究在烟茄嫁接(烤烟品种云烟87为接穗,茄子为砧木)的基础上,检测分析了所获得的超低烟碱含量烟叶TSNAs含量、中性香气物质含量,并对卷制的试验卷烟烟气参数和感官质量进行对比分析。【方法】试验共设烟/烟、烟/茄不培土、烟/茄培土等3个处理。【结果】(1)烟茄嫁接的超低烟碱含量烟叶,中性香气物质含量变化较小,但NNN、NNK、NAT和TSNAs含量显著降低,上部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低82.71%、79.46%和68.78%,中部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低79.68%、79.80%和68.63%。(2)卷烟烟气中烟碱含量大幅度降低,其中烟/茄不培土烟叶比常规烟叶低94.12%,焦油、CO、总粒相物、水分和抽吸口数无显著差异。(3)超低烟碱含量烟叶的香气质、浓度、刺激性和燃烧性无显著差异,香气量、杂气和余味与常规烟叶相比有不同程度的降低,劲头下降明显,消费者满足感、愉悦感、接受度显著降低。【结论】通过嫁接技术选择性降低烟碱含量对烟叶化学组成和感官质量产生不同程度的影响。

低烟碱型造纸法再造烟叶的制备及在卷烟产品中的应用

通过烟碱脱除技术结合pH调控方法开发出了低烟碱型造纸法再造烟叶样品.检测结果表明,与普通型造纸法再造烟叶产品相比,低烟碱型样品的烟碱含量以及烟气烟碱释放量分别降低了28.6%和45%.在卷烟产品中按8%比例应用后,烟气烟碱释放量降低率达到9.2%.

低烟碱烟草谱系材料创制与其叶片成分分析

烟草(Nicotiana tabacum L.)是重要的经济作物,也是自然界生物产量最大的植物资源之一,具有极大的挖掘利用潜力。然而,烟草中的高烟碱含量在相当程度上限制了烟草的多用途开发利用。为拓展烟草的利用途径,本研究创制了低烟碱烟草分离群体,结合烟碱含量和标记基因检测,选育了烟碱含量分别为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%和1.0%的低烟碱烟草谱系材料,并进行了烟碱含量和标记基因表达水平的比较;同时,分析了烟叶符合可饲用目的需要控制的烟碱含量水平,并对低烟碱烟草叶片进行了成分分析,测定结果表明其蛋白质含量约14.0%,氨基酸总量约1.90%,总糖含量约22.0%,粗纤维含量约8.0%,叶片中具有抗菌活性的功能成分西柏三烯二醇和绿原酸的含量均在1.50%左右。本研究结果为低烟碱烟草的多用途利用提供了重要参考。

鄂烟3号亲本烟碱转化遗传稳定性研究

[目的]为了繁育低烟碱转化的鄂烟3号,提升晾制后烟叶质量。[方法]通过测定低烟碱转化鄂烟3号亲本子代的烟碱转化率,研究改良鄂烟3号亲本烟碱转化遗传的稳定性。[结果]鄂烟3号的父母本,无论是高转化株或非转化株,烟碱转化遗传均具有较大的不稳定性,在低烟碱转化鄂烟3号品种繁育的过程中需要逐一地进行化学检测,并根据检测结果选择亲本烟株;而鄂烟3号的保持系烟碱转化遗传具有较大的稳定性,在育种过程中不需要逐一地进行化学检测。[结论]该研究可为生产出降烟碱含量较低的烟叶及提高卷烟的安全性奠定基础。

烟草PR3b转录后剪切元件NRSE1与GUS融合表达后的可变剪切

【目的】烟草(Nicotiana tabacum L.)碱性几丁质酶基因PR3b在低烟碱突变体(nic1和nic2)中存在转录后mRNA可变剪切现象,但其可变剪切的发生机制仍不清楚。将PR3b的可变剪切元件NRSE1(nicotinesynthesis related splicing element 1)与GUS融合表达,分析NRSE1元件的独立可变剪切特性,以揭示其作用机制。【方法】利用PCR扩增方法获得PR3b cDNA序列中的NRSE1元件片段,并利用基因重组技术构建了烟草PR3b可变剪切元件NRSE1与GUS的融合表达载体。将融合表达载体导入农杆菌LBA4404后,通过农杆菌介导的叶盘转化法培育了表达NRSE1与GUS融合子的低烟碱突变体nic1和nic2及野生型烟草转基因植株;通过RT-PCR检测及GUS染色鉴定出阳性植株后,利用RT-PCR分析NRSE1与GUS融合表达后在低烟碱突变体和野生型烟草中的可变剪切特性;对转基因植株的幼苗进行乙烯(ET)和茉莉酸(JA)处理,通过GUS染色方法分析ET和JA处理对转基因植株中GUS活性的影响,并通过RT-PCR方法分析ET和JA处理对转基因植株中NRSE1与GUS融合子的可变剪切特性影响,以及对转基因植株中NRSE1与GUS融合子表达水平的影响。【结果】通过RT-PCR检测及GUS染色鉴定出表达NRSE1元件与GUS融合子的低烟碱突变体和野生型烟草转基因植株;RT-PCR检测及测序分析证明,NRSE1元件与GUS融合表达后仍能在低烟碱突变体发生高水平的可变剪切,剪切修饰区段的序列变化与烟草中PR3b的mRNA可变剪切修饰一致;利用ET和JA处理转基因植株进行的GUS染色表明,ET和JA处理对转基因植株的GUS活性有不同程度的影响;但利用ET和JA处理转基因植株进行的RT-PCR分析表明,ET和JA处理不改变NRSE1元件原有的诱导剪切特性,也不影响转基因植株中NRSE1元件与GUS融合子的表达水平。【结论】PR3b的可变剪切元件NRSE1与GUS在烟草中融合表达后,仍能在低烟碱突变体nic1和nic2中发生高水平的可变剪切;NRSE1在烟草中的可变剪切不依赖PR3b的其他mRNA区段,是烟草PR3b发生可变剪切的独立元件;ET和JA处理对NRSE1元件与GUS融合表达植株的GUS活性具有一定影响,可能存在翻译水平的调控作用。