烟草苯丙烷代谢途径关键酶肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酸-辅酶A基因的分离及表达特性分析

肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆酸-辅酶A(4CL)是烟草苯丙烷代谢途径的关键酶,其多酚类产物与烟草品质密切相关。本研究以酚类物质含量合成差异较大的2个烤烟品种红花大金元(HD)和K326为试验材料,利用同源克隆技术获得这2种烟草Ntc4h和Nt4cl基因的cDNA序列并进行表达特性分析。结果表明,在2个品种中Ntc4h和Nt4cl各有2个同源基因,Ntc4h1、Ntc4h2、Nt4cl1和Nt4cl2的ORF长度分别为1518 bp、1518 bp、1644 bp和1629 bp。Nt4cl1、Ntc4h1和Ntc4h2在编码序列上存在品种间差异。实时荧光定量PCR分析结果表明,该2种酶的基因在烟草中具有明显的时空表达特异性,2种酶基因在根、茎、叶、花和萼片中都有表达,在茎的木质部和韧皮部中的表达量均显著高于其他组织;在圆顶期和适熟期表达水平较高,在适熟期达到最高;且两品种中的表达模式存在差异。

耕作深度对植烟土壤理化特征及氨氧化微生物的影响

【目的】研究耕作深度对植烟土壤理化性质、土壤相关酶活性以及氨氧化功能菌群的影响,探明耕作措施和土壤环境因子对土壤氨氧化过程的影响。【方法】采用随机区组试验设计,在云南保山设置不同耕作深度,即耕深10 cm(CK)、耕深20 cm(S1)和耕深30 cm(S2),探究不同耕作深度对不同土层植烟土壤理化性质、土壤酶活性以及氨氧化微生物的影响。【结果】在0~20 cm土层,与CK相比,S1和S2处理的土壤容重均显著下降,降幅为5.87%、5.10%;在0~20和20~40 cm土层,与CK相比,S2处理土壤有机质、硝态氮、速效钾含量均显著增加,增幅分别为10.68%和11.45%、103.26%和159.74%、90.59%和103.52%;在0~20 cm土层,与CK相比,S1、S2处理土壤硝态氮均显著增加,增幅分别为106.42%、103.26%;在20~40 cm土层,与CK相比,S2处理铵态氮显著增加,增幅为28.19%;与CK相比,S2处理土壤微生物生物量碳、脲酶酶活性均显著降低,降幅分别为27.77%、36.84%;不同耕深处理下菌群组成相同,各菌群所占比例差异不显著,S2处理下AOB菌群中的变形菌门(Proteobacteria)丰度升高;不同耕深处理改变了氨氧化微生物AOA、AOB群落丰度,其中NH+4是对AOA群落结构影响最大的环境因子,有机质是对AOB群落结构影响最大的环境因子。【结论】深耕有利于改善土壤物理结构,提高土壤养分含量,改变AOA和AOB群落结构。

不同生物炭配比育苗基质对烟苗素质的影响

为提高烤烟秸秆废弃物的再利用率,以烤烟秸秆炭化制备的生物炭部分替代育苗基质,进行不同生物炭配比育苗基质试验。以常规育苗基质作为对照组,研究不同生物炭配比育苗基质对烤烟苗期生长发育的影响。结果表明,与常规基质相比,2/3生物炭+1/3耕层土壤(体积比)的育苗基质处理烟苗根系生物量显著提高;烟苗根系一级侧根数显著增加,而一级侧根总长度和二级侧根数增幅不显著;烟苗根系活力显著提高,叶绿素含量和硝酸还原酶活性差异不显著。由以上结果得出,2/3生物炭+1/3耕层土壤的育苗基质可作为烤烟育苗的新基质,可为生物炭在作物栽培方面的合理利用提供参考,而长期的效果需要进一步研究。

黄腐酸钾对渗透胁迫下烤烟幼苗生长和光合荧光特性的影响

采用5%PEG-6000模拟渗透胁迫的营养液培养法,以抗旱性不同的两个烤烟品种(红花大金元和云烟100)为材料,研究了叶面喷施黄腐酸钾(浓度为0.1%)对渗透胁迫下烤烟幼苗生长和光合荧光特性的影响。结果表明,渗透胁迫下,两品种烤烟幼苗生长受抑制、生物量积累降低,叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII有效光化学量子效率(Fv’/Fm’)、PSII实际光化学量子效率(ФPSII)、光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q P)和光化学反应的能量(P)均显著降低,叶片水分利用效率、气孔限制值和非光化学淬灭系数(NPQ)均显著升高,且云烟100受胁迫的影响更大;渗透胁迫逆境对两品种的光合限制均以气孔因素为主。喷施黄腐酸钾能改善渗透胁迫下烤烟幼苗的生长,减缓净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的下降,同时减轻胁迫对烤烟叶片光系统II(PSII)的伤害,提高光化学效率。黄腐酸钾可缓解渗透胁迫对烤烟幼苗的伤害,提高烟苗的抗旱性。

低分子量有机酸对植烟土壤酶活性和细菌群落结构的影响

【目的】土壤生物学性质是可反映土壤质量的重要指标,论文旨在阐明根系分泌物中的低分子量有机酸对土壤生物学性质的影响,为改善土壤质量提供科学依据。【方法】利用化学试剂模拟烟草根系分泌物中的6种低分子量有机酸进行室内培养试验。根据烟苗生长前期根系分泌有机酸的数量及前人研究结果,检测1、2和3 g·kg^(-1)(碳土比)3种浓度处理的6种有机酸(苯甲酸、肉桂酸、月桂酸、邻苯二甲酸、肉豆蔻酸和棕榈酸)25℃黑暗环境下培养植烟土壤30 d后对4种土壤酶活性(过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶)的影响并应用高通量测序方法检测6种低分子量有机酸的2 g·kg^(-1)浓度处理细菌群落结构之间的差异。细菌群落结构差异性分析采用系统进化树、主成分分析、相对丰度直观展示图和物种丰度聚类热图等方法。【结果】肉桂酸3种浓度处理的蔗糖酶活性均小于对照,对土壤蔗糖酶活性的抑制作用最强;肉桂酸、邻苯二甲酸和苯甲酸对土壤脲酶活性的抑制作用较强,其3种浓度处理下的土壤脲酶活性均小于对照;肉桂酸和苯甲酸对土壤过氧化氢酶的活性抑制作用较强,其中苯甲酸3 g·kg^(-1)浓度处理土壤过氧化氢酶活性在所有处理中最低;邻苯二甲酸、肉桂酸和苯甲酸对土壤碱性磷酸酶的活性抑制作用较强,3种浓度处理下的土壤碱性磷酸酶活性均低于对照,其中苯甲酸3 g·kg^(-1)处理最低。相对丰度直观展示图结果表明2 g·kg^(-1)浓度处理的月桂酸与其他6种处理存在较大差异,蓝藻门、Chloroplast、Streptophyta和Streptophyta-unclassifled的含量分别在门、纲、目和科水平上明显大于其他6种处理,与系统进化树和主成分分析图显示的结论一致,其他处理的细菌群落结构在属以上水平差异不明显,在属水平上7个处理间有较大差异。【结论】低分子量有机酸的浓度对于土壤酶活性具有重要影响,土壤细菌或许不是影响土壤酶活性的主要原因。

贵州中部山区植烟土壤交换性钙镁含量分布特征

利用GPS定位在贵州中部山区采集了165个代表性土壤样品,对贵州中部山区不同成土母质发育形成的不同土层中土壤交换性钙(Ca)和交换性镁(Mg)的剖面分布进行了比较分析,结果表明:(1)贵州中部山区烟田耕层土壤交换性Ca含量平均值为9.00 cmol/kg,变异系数64.71%,交换性Ca缺乏和较缺乏(<6 cmol/kg)的土样占土样总数的34.21%;土壤交换性Mg含量平均值为1.70 cmol/kg,变异系数79.95%,交换性Mg缺乏和较缺乏(<1.6 cmol/kg)的土样占土样总数的59.01%。(2)植烟土壤交换性Ca和Mg含量在不同成土母质间存在显著性差异,第四纪红土发育形成的土壤交换性Ca和Mg含量较高,而沟谷堆积物发育形成的土壤交换性Mg含量较低。(3)在剖面垂直分布上,不同成土母质发育形成的土壤交换性Ca含量均表现出自上而下依次递减的规律,而不同成土母质发育形成的土壤交换性Mg含量分布规律不明显。(4)植烟土壤交换性Ca和Mg含量随海拔高度的升高而呈下降趋势,低海拔土壤的交换性Ca、Mg含量显著高于高海拔地区。从本试验结果可推论,土壤的成土母质和海拔高度是影响土壤交换性Ca和Mg含量分布的主要因素。

陇南植烟土壤交换性镁与烟叶中镁含量特征及关系分析

为研究甘肃陇南地区植烟土壤中交换性镁和烤烟烟叶中镁的含量特征,在陇南烟区点对点采集土壤和烟叶样品进行检测和分析。结果表明：陇南地区植烟土壤交换性镁含量适中占72.4%,含量丰富占27.6%,总体处于适中~丰富水平,交换性镁含量空间分布趋势为由西北和东南部向中部逐渐增加;尽管土壤交换性镁含量丰富,但烟叶中镁含量不足,明显缺乏占2.74%,轻度缺镁占83.56%,在正常范围内仅占13.70%,总体含量偏低;烟叶中的镁与土壤交换性镁、有机质呈显著正相关,与交换性钙镁比呈极显著负相关。土壤中交换性钙镁比偏高,钙镁吸收的拮抗作用,可能为烟叶镁含量偏低的重要原因;采取平衡施肥技术,协调土壤中交换性钙镁比,适当增施有机肥以及追施镁肥是解决陇南烤烟烟叶含量偏低的重要途径。