凉山不同产地烤烟生长过程碳氮代谢差异分析

论文摘要

碳代谢和氮代谢是植物生长发育和产品品质形成过程中最基本的代谢过程。烤烟中,烟叶品质的优劣是烟株碳氮代谢协调程度的结果。凉山不同地区立体气候明显,海拔、气温、日照时数、降雨量、土壤特性都存在差异,赋予烟叶不同的风味特征。明确烟叶成熟进程中碳氮代谢流向分配和对次生代谢的影响,对于调控烟叶发育,获得风味各异优质烟叶具有重要意义。试验选取普格和会理两个代表性生态区域,研究烟叶成熟进程中碳氮代谢流向分配及次生代谢的差异。结果如下:1.移栽后73天以前,普格烟叶SPS和INV活性高于会理烟叶,表明普格烟叶碳代谢旺盛,高SPS活性,使普格烟叶积累了更多的纤维物质;普格烟叶INV活性高,造成还原糖的含量高于会理烟叶。在移栽后73天以后,普格烟叶碳代谢可能受阻,引起SPS活性大幅度下降,衰老启动,纤维物质降解,SS活性和INV活性都有一定程度的下降,SS活性在此阶段表现为普格烟叶略低于会理烟叶,会理烟叶在后期积累了更多的纤维素。2.两地区烟叶氮代谢表现为:普格烟叶NR活性高于会理烟叶,对硝态氮的利用能力高于会理烟叶,普格烟叶GS和GOGAT活性低于会理烟叶,同化氨的能力比会理烟叶要弱一些,GDH脱氨活性明显高于会理烟叶。碳氮代谢物处理叶圆片表明:蔗糖和谷氨酸对GS和GDH都有促进作用,铵离子对GS影响不明显,可以抑制GDH的活性。蔗糖饲喂叶圆片,消耗蔗糖的同时,生成能量物质,诱导GDH活性增加。在普格烟叶碳代谢受阻后,充足的能源物质,促使GDH脱氨活性增加。3.普格烟叶在移栽后73天以后碳代谢的骤降引起苯丙烷类代谢下降,不利于酚类物质的积累。检测萜类代谢关键基因HMGR和DXR的表达量探究萜类代谢的强度,合成双萜和四萜的DXR途径在两地区烟叶中都表达较高,有利于相应萜类物质的积累。普格烟叶HMGR表达持续稳定,说明碳代谢骤降对MVA途径没有影响。会理烟叶HMGR表达持续增加,低于普格烟叶。会理烟叶PPO活性高于普格烟叶,可能合成更多的苄基异喹啉类生物碱;普格烟叶的TDC活性较高,更利于单吲哚类生物碱的合成。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 植物碳氮代谢
• 1.2 烟叶生长发育过程中碳代谢变化
• 1.2.1 碳代谢的中心产物---蔗糖
• 1.2.2 烟叶生长发育过程中的SPS
• 1.2.2.1 SPS 是合成蔗糖的关键酶之一
• 1.2.2.2 SPS 调节光合产物在蔗糖和淀粉的分配
• 1.2.2.3 SPS 参与细胞分化与纤维细胞壁合成
• 1.2.3 植物碳代谢与SS 和INV 的作用
• 1.2.3.1 SS 在植物生长过程中的作用
• 1.2.3.2 INV 在植物生长过程中的作用
• 1.3 烟叶生长发育过程中氮代谢变化
• 1.3.1 GS/GOGAT 在氮代谢中的主导地位
• 1.3.2 氮代谢中GDH 的作用
• 1.3.3 碳氮代谢物对GS 和GDH 的调控
• 1.4 烟叶生长发育过程中次生代谢变化
• 1.4.1 苯丙烷代谢途径
• 1.4.2 萜类代谢途径
• 1.4.3 生物碱合成途径
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 测定项目与方法
• 2.2.1 酶活性测定方法
• 2.2.1.1 转化酶（INV）活性测定
• 2.2.1.2 硝酸还原酶（NR）活性测定
• 2.2.1.3 蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性测定
• 2.2.1.4 蔗糖合成酶（SS）活性测定
• 2.2.1.5 谷氨酰胺合成酶（GS）活性测定
• 2.2.1.6 谷氨酸合成酶（GOGAT）活性测定
• 2.2.1.7 谷氨酸脱氢酶（GDH）活性测定
• 2.2.1.8 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性测定
• 2.2.1.9 多酚氧化酶（PPO）活性测定
• 2.2.1.10 色氨酸脱羧酶（TDC）活性测定
• 2.2.2 基因表达检测
• 2.2.3 化学成分和次生代谢产物检测
• 2.2.4 两地区气候特征
• 3 结果与分析
• 3.1 凉山不同地区烟叶碳代谢差异
• 3.1.1 碳代谢关键酶差异
• 3.1.2 碳代谢关键物质差异
• 3.1.3 Rubisco 大亚基基因表达量变化趋势
• 3.2 凉山不同地区烟叶氮代谢差异
• 3.2.1 氮代谢关键酶差异
• 3.2.2 碳氮代谢物对GS 和GDH 的调控
• 3.3 凉山不同地区烟叶次生代谢差异
• 3.3.1 苯丙烷类代谢差异
• 3.3.2 萜类代谢差异
• 3.3.3 生物碱代谢差异
• 3.4 凉山不同地区烟叶化学成分和烤后烟叶致香物质差异
• 4 结论
• 4.1 普格与会理烟叶碳代谢差异
• 4.2 普格与会理烟叶氮代谢差异
• 4.3 普格与会理烟叶次生代谢差异
• 参考文献
• ABSTRACT