發(fā)布時間：2020-06-07 05:51

【摘要】：采用Native-PAGE和Blue-native PAGE技術(shù)結(jié)合活性染色研究了烤煙葉片兩種谷氨酰胺合成酶(GS)同工酶的聚體形式和相對分子量。采用RT-PCR技術(shù)測定煙葉葉肉和主脈GS同工酶的基因表達豐度,采用Western-blot技術(shù)結(jié)合灰度分析測定煙葉葉肉和主脈GS同工酶的蛋白亞基含量,并通過觀察葉綠體超微結(jié)構(gòu)和測定葉綠素含量、氮代謝相關(guān)酶活性、煙葉氮代謝物含量、質(zhì)外體相關(guān)生理指標(biāo)和氨氣揮發(fā)量等方法,研究了不同耐肥性烤煙品種葉片成熟期氮素代謝特征及差異,探討了葉片GS同工酶的活性和氮素代謝相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系。同時利用GS同工酶蛋白亞基含量和相關(guān)生理指標(biāo)在煙葉成熟期的動態(tài)變化,對南陽煙區(qū)三個烤煙新品種的適宜氮用量進行了探究。結(jié)果表明:1、各品種編碼主脈和葉肉的GS1同工酶的基因Nt GS1在進入衰老之后表達豐度均明顯升高,葉齡45d后均表現(xiàn)為NC89K326豫煙10號,GS2同工酶基因Nt GS2在衰老啟動時表達量就大幅降低,之后隨著葉齡的增長呈逐步下降趨勢,成熟期氮低效品種豫煙10號的Nt GS2表達豐度更是低于中等氮效率品種K326和氮高效品種NC89。Native-PAGE和Blue-native PAGE技術(shù)結(jié)合活性染色的結(jié)果表明烤煙葉片GS1和GS2同工酶具有相同的聚體方式,且相對分子量約為440k D。Western-blot結(jié)果表明烤煙葉片的葉肉中主要以GS2同工酶為主,其蛋白亞基含量隨著葉齡的增長逐漸下降,與葉綠體降解的規(guī)律相吻合。葉脈中GS1同工酶占據(jù)主導(dǎo)地位,其蛋白亞基含量自葉齡45d始大幅增加,隨后呈先升高后降低的趨勢。葉肉和主脈的GS同工酶蛋白亞基含量動態(tài)變化及品種間差異與基因表達豐度的變化和差異較為接近�？緹熑~片葉肉和主脈中的GS同工酶分別與氮代謝相關(guān)酶活性、氮代謝物含量、質(zhì)外體相關(guān)生理指標(biāo)和氨氣揮發(fā)量呈顯著或極顯著的相關(guān)性,說明不同烤煙品種GS同工酶的表達差異可能導(dǎo)致成熟期氮高效品種源庫間的“源庫強差”高于氮低效品種,且氮高效品種葉綠體降解速度慢,衰老降解的氮素被大量再利用,NH4+向質(zhì)外體轉(zhuǎn)移量較少,氨氣揮發(fā)量小。而成熟期氮低效品種葉片兩種GS同工酶活性在各葉齡時期均較弱,氮代謝物在源庫間轉(zhuǎn)運效率和同化能力均較低,致使衰老降解的氮素大量向質(zhì)外體轉(zhuǎn)移并以氨氣的形式揮發(fā)出去,實現(xiàn)了自身的氮素調(diào)虧。源庫之間的壓力差和質(zhì)外體生理上的不同綜合導(dǎo)致了不同基因型烤煙成熟期氮素利用效率的差異。2、南陽煙區(qū)3個參試品種氮代謝特性存在明顯差異。NC71成熟期GS1、GS2和硝酸還原酶(NR)活性較低,谷氨酸脫氫酶(GDH)活性較高,具有較低的氮素同化和再利用能力,同時質(zhì)外體NH4+濃度和氨氣揮發(fā)量均較高,說明該品種可以通過氨氣揮發(fā)的形式實現(xiàn)氮素調(diào)虧,在高氮的情況下依然保持相同的變化趨勢,因此成熟期葉片總氮和游離氨基酸含量較低,證明其具有較低的成熟期氮效率。同時NC71烤后樣在高氮條件下鉀氯比較高,糖堿比處于適宜范圍,同時氮堿比也接近1;其燃燒性、勁頭和柔細度以及經(jīng)濟性狀均明顯優(yōu)于其它處理。因此應(yīng)在較高的肥力條件下種植。而云煙99成熟期具有較高的GS同工酶和NR活性,衰老降解的氮素被大量同化再利用,葉片氮代謝物含量較高,同時具有較低的氨氣揮發(fā)量。云煙99中部葉烤后樣在低氮條件下綜合品質(zhì)最好,此時糖堿比和鉀氯比較高,氮堿比最接近1;經(jīng)濟性狀和感官質(zhì)量評價中灰色、燃燒性、勁頭和柔細度明顯好于中氮和高氮處理。因此宜適當(dāng)減少氮肥用量。渠首1號氮代謝特性居于兩品種之間,且常規(guī)化學(xué)成分、感官評價和經(jīng)濟性狀均在中等氮用量條件下表現(xiàn)最優(yōu),因此宜在中氮條件下種植。
【圖文】：

C1 C2圖 1 葉齡 45d 時不同品種葉片超微結(jié)構(gòu)Fig.1 Leaf ultrastructure of different flue-cured tobacco cultivars at 45 days of leaf age注：A1、B1和C1分別是NC89、K326和豫煙10號的烤煙葉片中的柵欄細胞( ×3 000)；A2、B2和C2分別是NC89、K326和豫煙10號的烤煙葉片葉綠體中類囊體片層(×50 000) 。Note: A1, B1, and C1 are the palisade cells in the flue-cured tobacco leaves of NC89, K326, and Yuyan 10,respectively( ×3 000)；A2, B2, and C2 are chloroplast-like thylakoid slices of flue-cured tobacco leaves of NC89,K326, and Yuyan 10, respectively(×50 000).（2）葉齡 65d 時不同品種葉片超微結(jié)構(gòu)差異分析由圖 2 可知，與葉齡 45d 相比，各參試品種在葉齡 65d 時因衰老的加劇形狀由長橢圓形膨脹變?yōu)閳A形, 與細胞壁接觸面積明顯減少, 分離現(xiàn)象較為嚴重。葉綠體部分膜甚至變得模糊膨散, 整體結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂。其中 NC89 仍有少量類囊體片層排列較為整齊。K326 葉綠體膨脹變形并出現(xiàn)較多囊泡。豫煙 10 號葉綠體與細胞壁分離程度較大，葉綠體被膜連續(xù)性較差，分解較為嚴重，大部分變得松散模糊，基粒片層嚴重扭曲，基質(zhì)逸散于細胞中。對電鏡照片分析發(fā)現(xiàn),與葉齡 45d 相比，各品種葉綠體大小、面積和長寬比均有所下降，其中豫煙10 號降幅最大。說明豫煙 10 號葉綠體降解速度最快且程度最深，NC89 葉綠體功能維持時

C1 C2圖 2 葉齡 45d 時不同品種葉片超微結(jié)構(gòu)Fig2 Leaf ultrastructure of different flue-cured tobacco cultivars at 65 days of leaf age注：A1、B1和C1分別是NC89、K326和豫煙10號的烤煙葉片中的柵欄細胞( ×3 000)；A2、B2和C2分別是NC89、K326和豫煙10號的烤煙葉片葉綠體中類囊體片層(×50 000) 。Note: A1, B1, and C1 are the palisade cells in the flue-cured tobacco leaves of NC89, K326, and Yuyan 10,respectively( ×3000)；A2, B2, and C2 are chloroplast-like thylakoid slices of flue-cured tobacco leaves of NC89,K326, and Yuyan 10, respectively(×50000).4.1.1.2 煙葉成熟期質(zhì)體色素含量差異分析煙葉成熟期質(zhì)體色素不斷降解，，并形成各種香味前體物質(zhì)[124]。不同時期質(zhì)體色素含量可以反映其降解的速度，并間接表征其葉片生理強度及衰老快慢。由表 2 可知，葉齡 35d時 NC89 葉綠素含量最高，豫煙 10 號次之。35-45d NC89 和 K326 葉綠素含量降幅較緩，45d后各品種均大幅下降，其中豫煙 10 號葉綠素含量下降速度最快。45-65d 之間葉綠素含量均表現(xiàn)為 NC89＞K326＞豫煙 10 號，且差異達到顯著水平。類胡蘿卜素含量變化和葉綠素較為接近，葉齡 35d 時差距不大，45-75d 均表現(xiàn)為 NC89＞K326＞豫煙 10 號，且 NC89 和豫煙 10 號差異達到顯著水平。表 2 不同品種煙葉成熟期葉綠素和類胡蘿卜素的含量
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S572

【參考文獻】

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本文編號：2700949