發(fā)布時(shí)間：2017-05-20 02:15

  本文關(guān)鍵詞：光質(zhì)對(duì)烤煙葉片代謝物質(zhì)積累及煙苗發(fā)育的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煙葉品質(zhì)一直是煙草科技工作者們所關(guān)注的核心內(nèi)容,其在很大程度上受制于其所生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境,故而,有“生態(tài)決定特色”的觀點(diǎn)。在眾多生態(tài)因子中,光是影響植物生長(zhǎng)代謝最重要的環(huán)境因子之一,其對(duì)植物的光合作用、形態(tài)建成、根系發(fā)育、物質(zhì)代謝及基因表達(dá)等均有顯著影響。為明確光照對(duì)煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色形成及煙苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響,本研究測(cè)定、分析了不同植煙區(qū)太陽光譜輻射及其緯度和垂直地帶性變化特征;研究了不同產(chǎn)區(qū)太陽光譜輻射在烤煙大田生育期的變化特征及其與煙葉致香物質(zhì)間的相關(guān)關(guān)系;利用不同LED光源研究了不同單色光對(duì)煙草葉片代謝輪廓的影響;在水培條件下系統(tǒng)研究了紅、藍(lán)單色光對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育及生理特性的影響;進(jìn)一步研究了紅、藍(lán)單色光調(diào)控?zé)熋鐐?cè)根發(fā)育的作用機(jī)理。本研究獲得主要結(jié)果如下:(1)測(cè)量并分析了天柱(貴州)、遵義(貴州)、黔西(貴州)、貴定(貴州)、開陽(貴州)、余慶(貴州)、盤縣(貴州)、威寧(貴州)、道真(貴州)、臨朐(山東)、武隆(重慶)、巫山(重慶)、諸城(山東)、桑植(湖南)、旬陽(陜西)15個(gè)站點(diǎn)2012年4月28日至9月21日的太陽光譜特征。分析結(jié)果表明:紫外輻射占太陽總輻射的比例為2.9%~10%,可見光輻射占太陽總輻射的比例為44.3%~48.9%,紅外輻射所占太陽總輻射的比例為44.7%~51.2%。所有分光輻射中紫外輻射占太陽總輻射的比例日間變化最大,最不穩(wěn)定�？梢姽獗壤谌臻g變化最小,是太陽光譜中最穩(wěn)定的波段。紫外輻射比例分別與緯度、海拔呈顯著的正、負(fù)相關(guān),而藍(lán)光輻射比例與之相反。各分光輻射比例的穩(wěn)定性與海拔、緯度間未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系。各地太陽總輻射高峰出現(xiàn)的月份不盡相同,受海拔、緯度的影響不明顯。各地紅外輻射與太陽總輻射均表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系,可見光輻射與之相反。紫外輻射比例與總輻射在絕大多數(shù)地方表現(xiàn)出極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,但在余慶的狀況與之相反,在武隆、諸城、巫山、臨朐和天柱5個(gè)地方未見二者間存在顯著的相關(guān)關(guān)系;(2)為研究太陽光譜對(duì)烤煙致香物質(zhì)的影響,測(cè)定了2012年19個(gè)植煙區(qū)烤煙大田生育期太陽光譜輻射量,同時(shí)測(cè)定了對(duì)應(yīng)觀測(cè)站點(diǎn)初烤煙葉致香物質(zhì)的含量,采用典型相關(guān)分析方法研究了不同生育時(shí)期太陽總輻射及各分光輻射與烤煙致香物質(zhì)間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明:在烤煙全生育期,各觀測(cè)站點(diǎn)太陽總輻射量及各分光輻射量差異明顯;各站點(diǎn)太陽總輻射量和各分光輻射量在不同生育時(shí)期的分布明顯不同;各站點(diǎn)太陽分光輻射量所占太陽總輻射的比例不盡相同;除綠光外,各分光輻射與煙葉致香物質(zhì)間均存在顯著的典型相關(guān)關(guān)系;不同波段光譜均為煙葉成熟后期的輻射量與煙葉化學(xué)成分有較強(qiáng)的相關(guān)性,在成熟前期未發(fā)現(xiàn)任何波段的光譜輻射與化學(xué)成分的相關(guān)關(guān)系,伸根期的紫外光、紅光輻射和旺長(zhǎng)期的藍(lán)光、紅光、紅外光輻射也與煙葉化學(xué)成分存在顯著的相關(guān)關(guān)系;(3)為深入研究植物葉片對(duì)不同光質(zhì)的代謝應(yīng)答,在煙草(Nicotiana tabacum L.)上部葉片生理成熟期給以白、紫外A、藍(lán)、綠、黃、紅6種LED燈光處理,并采用非靶標(biāo)及靶標(biāo)性代謝物質(zhì)檢測(cè)手段,研究了不同光質(zhì)處理下煙草葉片代謝輪廓的差異。結(jié)果表明:(1)非靶標(biāo)檢測(cè)方法共檢測(cè)到了68種GC/MS(氣相色譜/質(zhì)譜)穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物,在PLS-DA得分圖中,第一、第二主成分將6種光處理的樣品明顯分開;68種物質(zhì)中有61種在質(zhì)譜庫中得到鑒定,其中45種代謝物質(zhì)含量在不同光處理間存在顯著性(P0.05)差異,主要為有機(jī)酸類、糖類、TCA循環(huán)中間產(chǎn)物、氨基酸類等初級(jí)代謝產(chǎn)物;差異性代謝物的熱力圖及聚類分析將其分為5類,同時(shí)也將6個(gè)處理明顯分開,其中紅、藍(lán)光處理差異最為明顯,除B類物質(zhì),其他4類均以紅光處理高于藍(lán)光處理;(2)靶標(biāo)性檢測(cè)方法測(cè)定了3種生物堿、5種多酚及茄尼醇的含量,4種(加上非靶標(biāo)測(cè)定到的煙堿)生物堿在不同光質(zhì)處理間變化趨勢(shì)一致,紅光和黃光明顯促進(jìn)了生物堿積累;莰菲醇基蕓香苷和蕓香苷在不同處理間變化趨勢(shì)一致,以藍(lán)光處理最低,黃光最高,光質(zhì)對(duì)其他3種多酚的影響各異;黃光明顯抑制了茄尼醇的積累,藍(lán)光處理葉片中茄尼醇含量最高;(4)為培育壯苗及優(yōu)化煙草育苗光環(huán)境提供依據(jù),以烤煙品種K326為材料,在水培條件下,研究了兩種單色光處理對(duì)煙草幼苗生長(zhǎng)發(fā)育及生理特性的影響。結(jié)果表明,與對(duì)照白光處理相比,紅光處理下的煙苗葉片面積和地上部鮮重均顯著增加,增幅分別為49.8%和48.8%,而藍(lán)光明顯抑制了葉片的發(fā)育;藍(lán)光處理下的煙苗莖稈的高度顯著增加,增幅為59.2%,而紅光明顯抑制了煙苗莖稈的伸長(zhǎng);就根系而言,紅光處理下煙苗根系鮮重、一級(jí)側(cè)根數(shù)量、二級(jí)側(cè)根數(shù)量及根系表面積均顯著高于白光對(duì)照和藍(lán)光處理;不同光質(zhì)處理下,煙苗葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量大小依次均為:白光紅光藍(lán)光;紅光和藍(lán)光處理下煙苗的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度均略低于對(duì)照白光處理,但紅光處理煙苗光合速率降低是由非氣孔因素限制所致,而藍(lán)光處理則可能是由氣孔導(dǎo)度降低所致;(5)光是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育重要的生態(tài)因子之一,但目前關(guān)于光質(zhì)調(diào)控側(cè)根發(fā)育的機(jī)理仍不清楚。本文我們研究了煙草幼苗側(cè)根發(fā)育對(duì)紅、白、藍(lán)3種光質(zhì)的應(yīng)答。與白、藍(lán)光相比,在光處理的第9、12天,紅光顯著提高了煙苗一級(jí)側(cè)根數(shù)量和二級(jí)側(cè)根密度。生長(zhǎng)素測(cè)定結(jié)果顯示,與其他兩種光處理相比,紅光處理下的煙苗根系中生長(zhǎng)素(IAA)含量明顯增加,葉片中IAA含量則顯著降低,這一結(jié)果暗示紅光可能促進(jìn)了IAA由葉片向根系轉(zhuǎn)運(yùn)。另外,煙苗根莖結(jié)合處及二級(jí)側(cè)根區(qū)的DR5::GUS表達(dá)水平也以紅光處理最高。施用生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸抑制劑NPA(N-1-naphthylphthalamic)可使紅光處理下煙苗一級(jí)側(cè)根數(shù)量、二級(jí)側(cè)根密度及DR5::GUS表達(dá)水平恢復(fù)到白光處理的水平。施用外源生長(zhǎng)素(NAA)的藍(lán)光處理煙苗也出現(xiàn)類似的結(jié)果。3H標(biāo)記的IAA轉(zhuǎn)運(yùn)試驗(yàn)結(jié)果顯示,紅光促進(jìn)了生長(zhǎng)素由地上部向根系的極性運(yùn)輸。紅光明顯提高了生長(zhǎng)素外流載體編碼基因PIN3在根莖結(jié)合處及根系的表達(dá)水平,藍(lán)光則顯著抑制了PIN1、PIN3和PIN4在這兩個(gè)部位的表達(dá),暗示這些基因在紅、藍(lán)光調(diào)控生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起關(guān)鍵作用�？傊�,本研究結(jié)果證明三種光質(zhì)是通過改變生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸來實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)根形成的調(diào)控。
【關(guān)鍵詞】：光質(zhì) 煙草 根系 代謝組 LED
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S572
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 英文縮略表15-16
• 第一章 引言16-30
• 1.1 太陽光譜16-19
• 1.1.1 太陽光譜組成16-17
• 1.1.2 影響地表太陽光譜組成的因素17-18
• 1.1.3 太陽光譜測(cè)量研究進(jìn)展18-19
• 1.2 光質(zhì)對(duì)植物光合作用的影響19-21
• 1.3 光質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響21-26
• 1.3.1 光質(zhì)對(duì)植物莖葉生長(zhǎng)發(fā)育的影響21
• 1.3.2 光質(zhì)對(duì)植物根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響21-26
• 1.4 光質(zhì)對(duì)植物代謝物質(zhì)積累的影響26-27
• 1.5 研究目的和技術(shù)路線27-30
• 1.5.1 目的意義27-28
• 1.5.2 技術(shù)路線28-30
• 第二章 不同區(qū)域太陽光譜特征及其變化規(guī)律的研究30-40
• 2.1 研究站點(diǎn)與研究方法31-32
• 2.1.1 研究站點(diǎn)31
• 2.1.2 觀測(cè)時(shí)間31
• 2.1.3 觀測(cè)方法31-32
• 2.1.4 數(shù)據(jù)處理32
• 2.2 結(jié)果與分析32-38
• 2.2.1 不同站點(diǎn)太陽光譜輻射量變化趨勢(shì)32-34
• 2.2.2 不同站點(diǎn)太陽光質(zhì)特征34-37
• 2.2.3 太陽光譜分光輻射比例與海拔和緯度的關(guān)系37
• 2.2.4 太陽光譜分光輻射比例的穩(wěn)定性37
• 2.2.5 不同區(qū)域太陽光譜各分光輻射比例與太陽總輻射的關(guān)系37-38
• 2.3 討論38-40
• 第三章 太陽光譜輻射與烤煙致香物質(zhì)的典型相關(guān)分析40-50
• 3.1 材料與方法40-42
• 3.1.1 研究區(qū)域40-41
• 3.1.2 太陽光譜采集方法41
• 3.1.3 試驗(yàn)材料41
• 3.1.4 煙葉致香物質(zhì)測(cè)定41-42
• 3.2 結(jié)果與分析42-48
• 3.2.1 烤煙大田生育期太陽光譜測(cè)定42-46
• 3.2.2 紫外光與化學(xué)成分間的典型相關(guān)分析46
• 3.2.3 藍(lán)光與化學(xué)成分間的典型相關(guān)分析46-47
• 3.2.4 綠光與化學(xué)成分間的典型相關(guān)分析47
• 3.2.5 紅光與化學(xué)成分間的典型相關(guān)分析47-48
• 3.2.6 紅外光與化學(xué)成分間的典型相關(guān)分析48
• 3.3 討論48-50
• 第四章 光質(zhì)對(duì)煙草葉片組織結(jié)構(gòu)及代謝輪廓的影響50-61
• 4.1 材料與方法51-53
• 4.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)51
• 4.1.2 栽培條件51
• 4.1.3 光照條件51
• 4.1.4 葉片組織結(jié)構(gòu)觀察51-52
• 4.1.5 代謝物質(zhì)測(cè)定52-53
• 4.1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析53
• 4.2 結(jié)果與分析53-60
• 4.2.1 光質(zhì)對(duì)煙草葉片組織結(jié)構(gòu)的影響53
• 4.2.2 光質(zhì)對(duì)煙草葉片代謝組的影響53-58
• 4.2.3 光質(zhì)對(duì)煙葉次生代謝物質(zhì)含量的影響58-60
• 4.3 討論60-61
• 第五章 紅藍(lán)單色光對(duì)水培煙草幼苗生長(zhǎng)發(fā)育及生理特性的影響61-68
• 5.1 材料與方法61-63
• 5.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)61-62
• 5.1.2 水培條件62
• 5.1.3 LED光源的光譜能量分布62
• 5.1.4 測(cè)定項(xiàng)目與測(cè)定方法62-63
• 5.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析63
• 5.2 結(jié)果與分析63-66
• 5.2.1 光質(zhì)對(duì)煙苗地上部的影響63-64
• 5.2.2 光質(zhì)對(duì)煙苗根系的影響64-66
• 5.2.3 光質(zhì)對(duì)煙苗葉片質(zhì)體色素含量的影響66
• 5.2.4 光質(zhì)對(duì)煙苗光合特性的影響66
• 5.3 討論66-68
• 第六章 光質(zhì)通過改變生長(zhǎng)素的分布調(diào)控?zé)熋鐐?cè)根發(fā)育68-79
• 6.1 材料與方法69-72
• 6.1.1 栽培條件69
• 6.1.2 外源激素處理69
• 6.1.3 根系性狀調(diào)查69
• 6.1.4 IAA含量測(cè)定69
• 6.1.5 GUS組織表達(dá)分析69-70
• 6.1.6 3H標(biāo)記IAA轉(zhuǎn)運(yùn)試驗(yàn)70
• 6.1.7 基因表達(dá)量分析70-72
• 6.1.8 數(shù)據(jù)分析72
• 6.2 結(jié)果與分析72-77
• 6.2.1 不同處理煙苗的表型72-74
• 6.2.2 光處理過程中側(cè)根發(fā)育的動(dòng)態(tài)變化74
• 6.2.3 內(nèi)源IAA含量及其在根莖結(jié)合處和根系中的分布74-75
• 6.2.4 NAA和NPA對(duì)側(cè)根形成的影響75-76
• 6.2.5 3H同位素示蹤IAA極性運(yùn)輸76
• 6.2.6 PIN基因在根莖結(jié)合處及根系中的表達(dá)量76-77
• 6.3 討論77-79
• 第七章 全文結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-93
• 附錄93-98
• 致謝98-99
• 作者簡(jiǎn)歷99-100

【參考文獻(xiàn)】

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1 杜建芳,廖祥儒,葉步青,李萌;光質(zhì)對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)及抗氧化酶活性的影響[J];植物學(xué)通報(bào);2002年06期

2 龔婷;查宏波;黃椺;魏世強(qiáng);王海珠;何文高;王凱;宗學(xué)鳳;王三根;;不同光質(zhì)處理對(duì)云煙87生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響[J];西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 夏聯(lián)利;環(huán)境因子對(duì)煙草生長(zhǎng)和茄尼醇代謝的影響[D];鄭州大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：光質(zhì)對(duì)烤煙葉片代謝物質(zhì)積累及煙苗發(fā)育的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：380466