烤煙大田生長過程中煙葉中丙二醛含量與碳氮代謝關鍵酶活性的相互關系

烤煙大田生長過程中煙葉中丙二醛含量與碳氮代謝關鍵酶活性的相互關系

趙炳奇，汪正鑫*，何在敏，張劍偉

(云南省煙草公司保山市公司施甸縣分公司，云南施甸 678200)

摘要為摸清烤煙在保山地區氣候條件下的碳氮代謝規律，探索丙二醛含量與碳氮代謝關鍵酶間的相互關系，以品種k326為試驗材料進行相關研究。試驗結果表明，在移栽后0～50 d內，煙葉中硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性均呈上升趨勢，均在旺長期間表現為最為活躍，之后均呈現出下降趨勢；在整個大田生長過程中，煙葉中丙二醛含量一直呈上升趨勢，在0～65 d內變換幅度較小，但在65～80 d內含量急劇上升。相關性分析結果表明，煙葉中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性呈負相關關系，與硝酸還原酶活性/蔗糖轉換酶活性的比值呈正相關關系，但均未達到顯著水平。

關鍵詞烤煙；丙二醛含量；硝酸還原酶活性；蔗糖轉換酶活性；相關性分析

中圖分類號S572

作者簡介趙炳奇(1978- )，男，云南施甸人，農業技術員，從事烤煙烘烤調制方面的研究。*

收稿日期2015-07-29

Relationship between Malondialdehyde Content in Leaves and Key Enzyme Activity of Carbon and Nitrogen Metabolism in the Process of Flue-cured Tobacco Field Growth

ZHAO Bing-qi, WANG Zheng-xin*, HE Zai-min et al (Shidian County Subsidiary of Baoshan City Tobacco Company of Yunnan Province, Shidian, Yunnan 678200)

AbstractIn order to find out the law of carbon and nitrogen metabolism of flue-cured tobacco under Baoshan climatic conditions, and probe the relationship between the content of malondialdehyde(MDA) and the key enzymes of carbon-nitrogen metabolism. The related studies were carried out with variety K326 as the test materials. The results indicated that: in 0-50 days after transplanting, the activity of nitrate reductase and invertase showed an upward trend, and both appeared the most active in the flourishing period, after then, both showed a downward trend; throughout the field growth process, MDA content in tobacco leaves had shown a rising trend; in 0-65 days, content increasing maintained a lesser extent, but in 65-80 days, a sharp rise emerged. Correlation analysis showed that: MDA content in tobacco leaves negatively correlates with nitrate reductase and invertase activity, and it’s positively correlated with the ratio of nitrate reductase activity / invertase activity, but the correlations dose not reach the significant level.

Key words Flue-cured tobacco; Malondialdehyde content; Nitrate reductase activity; Invertase activity; Correlation analysis

煙草是我國重要的經濟作物，其制品的品質越來越被人們所重視。而煙草及其制品的品質主要是由煙葉內在化學成分決定的。煙葉化學成分是煙葉內在質量的基礎。只有各種化學成分含量適宜，并且相互之間的比例協調，煙葉才具有良好的內在質量，香氣充足，吃味醇和[1-2]。

碳氮代謝是作物最基本的代謝過程。它在作物生育期間的動態變化直接影響光合產物的形成與轉化、礦質營養的吸收以及氨基酸、蛋白質的合成等，對煙葉品質的形成具有重要的作用。蔗糖轉化酶參與植物生長、器官建成、糖分運輸、韌皮部卸載及調節庫組織糖分構成和水平，對作物的生長發育和后期品質的形成有著重要影響，是衡量同化產物的轉移與利用以及植物細胞代謝與生長強度的指標。其活性的高低反映煙株對蔗糖的利用情況，因而它是碳代謝的重要指標[3]。硝酸還原酶(NR)是植物硝酸鹽代謝的關鍵酶和限速酶。它在煙草的氮素代謝中起主要作用。煙株硝酸還原酶活性越高，其氮素代謝和積累能力越強[4-5]。它在一定程度上反映植物體內氮代謝的情況。眾所周知，植物體內丙二醛含量的高低在一定程度上反映植物抗逆性的強弱。其含量越高，植物的抗性越弱[6]，對環境的適應性也越弱，從而影響植物體內碳氮代謝，影響作物的產量、品質及其可用性。通過研究烤煙在整個大田過程中丙二醛硝酸還原酶及蔗糖轉換酶含量的動態變化，摸清煙株葉內丙二醛含量對煙株硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性的影響，為生產出更優質的煙葉奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試烤煙品種為K326。試驗田土壤類型為黏壤土，前作水稻。土壤肥力基本情況為：土壤pH 6.23，0～20 cm土層有機質含量22.11 g/kg，堿解氮72.35 mg/kg，速效磷15.38 mg/kg，速效鉀121.76 mg/kg。栽培密度為1.2 m×0.5 m。采用漂浮育苗，施肥、移栽及田間管理措施均按照優質煙葉生產操作規范進行。苗期、成苗期測1次，大田期從團棵期(移栽后35 d左右)開始，每15 d(分別為35 d、50 d、65 d、80 d)取功能葉片(即煙株自上而下第8片葉)，測定碳氮代謝關鍵酶活性(主要包括蔗糖轉化酶、硝酸還原酶)、丙二醛含量。

1.2測定方法在上午10:00采集煙株葉片，將材料洗凈，用蒸餾水沖洗，濾紙吸干，將葉片按主脈分為2個部分，剪碎后分別充分混勻，分別采用比色法測定蔗糖轉換酶、硝酸還原酶活性及丙二醛含量。

1.3數據分析數據整理與分析采用Excel和DPS共同完成。

2結果與分析

2.1在整個大田生長過程中烤煙葉片中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性的變化情況由圖1可知，烤煙葉片中丙二醛含量從移栽當天到移栽后80 d的時間內一直呈上升趨勢，各時間段內的增幅分別為3.28%(0～35 d)、8.55%(35～50 d)、12.07%(50～65 d)、58.91%(65～80 d)。上述結果表明，在移栽后0～80 d內煙葉中丙二醛含量的增幅呈上升趨勢，但在0～65 d內其增幅不大，在65～80 d內其增幅發生明顯變化，達58.91%。由此可知，在移栽后0～65 d內，煙株抗逆性逐漸減弱，但變化不大，在65～80 d內其抗逆性明顯減弱。這可能與煙株成熟落黃有關。

硝酸還原酶從移栽當天到移栽后50 d內呈上升趨勢，之后一直呈下降趨勢，各時間段內變化幅度分別為65.40%(0～35 d)、30.00%(35～50 d)、-29.91%(50～65 d)、-42.81%(65～80 d)。上述結果表明，煙株煙葉中硝酸還原酶活性從移栽到旺長期這個階段逐漸增強，在旺長期達到最強，旺長期后其活性逐漸減弱，表明在移栽后0～85 d內煙株對氮素的吸收轉換主要發生在團棵期至旺長期，尤其是旺長期；蔗糖轉換酶從移栽當天到移栽后50 d內呈上升趨勢，50～80 d內呈下降趨勢，各時間段內變化幅度分別為28.62%(0～35 d)、48.32%(35～50 d)、-33.48%(50～65 d)、-51.02%(65～80 d)。上述結果表明，在移栽后0～50 d內煙葉中蔗糖轉換酶活性逐漸增強，在旺長期達到最大，尤其是在35～50 d內增幅達到最大， 表明煙株干物質的積累主要發生在旺長期，在50～80 d內其活性逐漸減弱，尤其是在65～80 d內減弱幅度達到最大。這應該與煙株成熟落黃有很大關系。由此可知，在煙株團棵期至旺長期這段時間內，應加強水肥管理，促進煙株快發生長，促進煙葉中有機物的積累，提高煙葉的品質和可利用性。

圖1　在整個大田生長過程中烤煙葉片中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性

2.2在整個大田生長過程中烤煙葉片中硝酸還原酶、蔗糖轉換酶的動態變化與丙二醛含量變化的相關性分析對整個大田期烤煙煙葉中硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性與相應的丙二醛含量進行相關性分析。在整個大田期煙葉中硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性與丙二醛含量都呈負相關關系，但均未達到顯著水平。硝酸還原酶/蔗糖轉換酶的比值與丙二醛含量呈正相關關系，但未達到顯著水平。由此可知，在煙株大田生長過程中，尤其是旺長期，應加強大田水肥管理，減少環境脅迫對煙株生長的影響，提高煙株碳氮代謝，增強內含物質的積累，提高煙葉品質。

3結論與討論

通過對整個大田期烤煙煙葉中硝酸還原酶活性、蔗糖轉換酶活性及丙二醛含量的分析，發現在移栽后0～65 d內煙葉中丙二醛含量雖呈上升趨勢，但變化不大，僅為25.65%，但在65～80 d這個時間段內其丙二醛含量急劇上升，在短短的15 d內達58.91%，表明此階段煙葉的抗逆性明顯減弱，所以在此階段過后應加強煙葉的成熟采收工作；硝酸還原酶、蔗糖轉化酶活性在移栽后0～50 d內均呈上升趨勢，在50～80 d內均呈下降趨勢，硝酸還原酶活性在移栽后0～35 d內增幅為65.40%，在35～50 d時間段內增幅為30.00%，蔗糖轉換酶活性在移栽后0～35 d內增幅為28.62%，在35～50 d時間段內增幅為48.32%，表明煙株在團棵期左右氮代謝很活躍，在旺長期時更活躍，而煙株中碳代謝相對于氮代謝要來得遲些，在團棵期至旺長期時蔗糖轉換酶活性增幅激烈，表明此階段煙株談代謝非常活躍。在煙葉硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性與丙二醛含量相關關系的研究中，發現煙葉中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉換酶活性呈負相關關系，丙二醛含量對蔗糖轉化酶活性的影響要大于硝酸還原酶，但均未達到顯著水平。

參考文獻

[1] 趙銘欽,汪耀富,杜士彬,等.陳化期間煙葉香氣成份消長規律的研究[J].中國農業大學學報，1997,2(3):73-77.

[2] 韋鳳杰,范藝寬,劉國順,等.餅肥對烤煙葉片發育過程中質體色素降解及相關酶類活動的影響[J].作物學報,2006,32(5):766-771.

[3] 黃樹永,陳良存.煙草碳氮代謝研究進展[J].河南農業科學,2005(4):8-9.

[4] 張婷,盧秀萍,張延軍.打頂后施用生長素(IAA)和鉀肥對烤煙碳氮代謝的影響[J].生態學雜志，2007，26(4):461-465.

[5] 楊守祥,李絮花.施鉀對烤煙葉片氮素含量影響的研究[J].山東農業大學學報(自然科學版),2003,34(3):383-387.

[6] 魯福成,王明啟,魏雪生,等.逆境條件下幾種蔬菜作物生理指標的變化[J].天津農業科學，2001,7(2):7.