烤煙大田生長(zhǎng)過(guò)程中煙葉中丙二醛含量與碳氮代謝關(guān)鍵酶活性的相互關(guān)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(qū)氣候條件下的碳氮代謝規(guī)律，探索丙二醛含量與碳氮代謝關(guān)鍵酶間的相互關(guān)系，以品種k326為試驗(yàn)材料進(jìn)行相關(guān)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在移栽后0～50 d內(nèi)，煙葉中硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性均呈上升趨勢(shì)，均在旺長(zhǎng)期間表現(xiàn)為最為活躍，之后均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)；在整個(gè)大田生長(zhǎng)過(guò)程中，煙葉中丙二醛含量一直呈上升趨勢(shì)，在0～65 d內(nèi)變換幅度較小，但在65～80 d內(nèi)含量急劇上升。相關(guān)性分析結(jié)果表明，煙葉中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與硝酸還原酶活性/蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性的比值呈正相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著水平。

關(guān)鍵詞烤煙；丙二醛含量；硝酸還原酶活性；蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性；相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)S572

作者簡(jiǎn)介趙炳奇(1978- )，男，云南施甸人，農(nóng)業(yè)技術(shù)員，從事烤煙烘烤調(diào)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(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，其制品的品質(zhì)越來(lái)越被人們所重視。而煙草及其制品的品質(zhì)主要是由煙葉內(nèi)在化學(xué)成分決定的。煙葉化學(xué)成分是煙葉內(nèi)在質(zhì)量的基礎(chǔ)。只有各種化學(xué)成分含量適宜，并且相互之間的比例協(xié)調(diào)，煙葉才具有良好的內(nèi)在質(zhì)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(guò)程。它在作物生育期間的動(dòng)態(tài)變化直接影響光合產(chǎn)物的形成與轉(zhuǎn)化、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收以及氨基酸、蛋白質(zhì)的合成等，對(duì)煙葉品質(zhì)的形成具有重要的作用。蔗糖轉(zhuǎn)化酶參與植物生長(zhǎng)、器官建成、糖分運(yùn)輸、韌皮部卸載及調(diào)節(jié)庫(kù)組織糖分構(gòu)成和水平，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和后期品質(zhì)的形成有著重要影響，是衡量同化產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移與利用以及植物細(xì)胞代謝與生長(zhǎng)強(qiáng)度的指標(biāo)。其活性的高低反映煙株對(duì)蔗糖的利用情況，因而它是碳代謝的重要指標(biāo)[3]。硝酸還原酶(NR)是植物硝酸鹽代謝的關(guān)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(qiáng)[4-5]。它在一定程度上反映植物體內(nèi)氮代謝的情況。眾所周知，植物體內(nèi)丙二醛含量的高低在一定程度上反映植物抗逆性的強(qiáng)弱。其含量越高，植物的抗性越弱[6]，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性也越弱，從而影響植物體內(nèi)碳氮代謝，影響作物的產(chǎn)量、品質(zhì)及其可用性。通過(guò)研究烤煙在整個(gè)大田過(guò)程中丙二醛硝酸還原酶及蔗糖轉(zhuǎn)換酶含量的動(dòng)態(tài)變化，摸清煙株葉內(nèi)丙二醛含量對(duì)煙株硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性的影響，為生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的煙葉奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料供試烤煙品種為K326。試驗(yàn)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(jī)質(zhì)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(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)操作規(guī)范進(jìn)行。苗期、成苗期測(cè)1次，大田期從團(tuán)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(cè)定碳氮代謝關(guān)鍵酶活性(主要包括蔗糖轉(zhuǎn)化酶、硝酸還原酶)、丙二醛含量。

1.2測(cè)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(gè)部分，剪碎后分別充分混勻，分別采用比色法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)換酶、硝酸還原酶活性及丙二醛含量。

1.3數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)整理與分析采用Excel和DPS共同完成。

2結(jié)果與分析

2.1在整個(gè)大田生長(zhǎng)過(guò)程中烤煙葉片中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)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(dāng)天到移栽后80 d的時(shí)間內(nèi)一直呈上升趨勢(shì)，各時(shí)間段內(nèi)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(jié)果表明，在移栽后0～80 d內(nèi)煙葉中丙二醛含量的增幅呈上升趨勢(shì)，但在0～65 d內(nèi)其增幅不大，在65～80 d內(nèi)其增幅發(fā)生明顯變化，達(dá)58.91%。由此可知，在移栽后0～65 d內(nèi)，煙株抗逆性逐漸減弱，但變化不大，在65～80 d內(nèi)其抗逆性明顯減弱。這可能與煙株成熟落黃有關(guān)。

硝酸還原酶從移栽當(dāng)天到移栽后50 d內(nèi)呈上升趨勢(shì)，之后一直呈下降趨勢(shì)，各時(shí)間段內(nèi)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(jié)果表明，煙株煙葉中硝酸還原酶活性從移栽到旺長(zhǎng)期這個(gè)階段逐漸增強(qiáng)，在旺長(zhǎng)期達(dá)到最強(qiáng)，旺長(zhǎng)期后其活性逐漸減弱，表明在移栽后0～85 d內(nèi)煙株對(duì)氮素的吸收轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在團(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期，尤其是旺長(zhǎng)期；蔗糖轉(zhuǎn)換酶從移栽當(dāng)天到移栽后50 d內(nèi)呈上升趨勢(shì)，50～80 d內(nèi)呈下降趨勢(shì)，各時(shí)間段內(nèi)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(jié)果表明，在移栽后0～50 d內(nèi)煙葉中蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性逐漸增強(qiáng)，在旺長(zhǎng)期達(dá)到最大，尤其是在35～50 d內(nèi)增幅達(dá)到最大， 表明煙株干物質(zhì)的積累主要發(fā)生在旺長(zhǎng)期，在50～80 d內(nèi)其活性逐漸減弱，尤其是在65～80 d內(nèi)減弱幅度達(dá)到最大。這應(yīng)該與煙株成熟落黃有很大關(guān)系。由此可知，在煙株團(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期這段時(shí)間內(nèi)，應(yīng)加強(qiáng)水肥管理，促進(jìn)煙株快發(fā)生長(zhǎng)，促進(jìn)煙葉中有機(jī)物的積累，提高煙葉的品質(zhì)和可利用性。

圖1　在整個(gè)大田生長(zhǎng)過(guò)程中烤煙葉片中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性

2.2在整個(gè)大田生長(zhǎng)過(guò)程中烤煙葉片中硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶的動(dòng)態(tài)變化與丙二醛含量變化的相關(guān)性分析對(duì)整個(gè)大田期烤煙煙葉中硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性與相應(yīng)的丙二醛含量進(jìn)行相關(guān)性分析。在整個(gè)大田期煙葉中硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性與丙二醛含量都呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著水平。硝酸還原酶/蔗糖轉(zhuǎn)換酶的比值與丙二醛含量呈正相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平。由此可知，在煙株大田生長(zhǎng)過(guò)程中，尤其是旺長(zhǎng)期，應(yīng)加強(qiáng)大田水肥管理，減少環(huán)境脅迫對(duì)煙株生長(zhǎng)的影響，提高煙株碳氮代謝，增強(qiáng)內(nèi)含物質(zhì)的積累，提高煙葉品質(zhì)。

3結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)整個(gè)大田期烤煙煙葉中硝酸還原酶活性、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性及丙二醛含量的分析，發(fā)現(xiàn)在移栽后0～65 d內(nèi)煙葉中丙二醛含量雖呈上升趨勢(shì)，但變化不大，僅為25.65%，但在65～80 d這個(gè)時(shí)間段內(nèi)其丙二醛含量急劇上升，在短短的15 d內(nèi)達(dá)58.91%，表明此階段煙葉的抗逆性明顯減弱，所以在此階段過(guò)后應(yīng)加強(qiáng)煙葉的成熟采收工作；硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性在移栽后0～50 d內(nèi)均呈上升趨勢(shì)，在50～80 d內(nèi)均呈下降趨勢(shì)，硝酸還原酶活性在移栽后0～35 d內(nèi)增幅為65.40%，在35～50 d時(shí)間段內(nèi)增幅為30.00%，蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性在移栽后0～35 d內(nèi)增幅為28.62%，在35～50 d時(shí)間段內(nèi)增幅為48.32%，表明煙株在團(tuán)棵期左右氮代謝很活躍，在旺長(zhǎng)期時(shí)更活躍，而煙株中碳代謝相對(duì)于氮代謝要來(lái)得遲些，在團(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期時(shí)蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性增幅激烈，表明此階段煙株談代謝非?；钴S。在煙葉硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性與丙二醛含量相關(guān)關(guān)系的研究中，發(fā)現(xiàn)煙葉中丙二醛含量與硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)換酶活性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，丙二醛含量對(duì)蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性的影響要大于硝酸還原酶，但均未達(dá)到顯著水平。

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