生态与品种及其互作对烤烟多酚类物质的影响

丁燕芳，杨铁钊，李亚培，杨志晓，薛 刚，张小全，李旭辉

（1.河南农业大学，郑州 451002；2.河南省农科院烟草研究中心，河南 许昌 461000）

多酚类化学物质在烟草的生长发育、调制特性、烟叶色泽、等级、烟气香吃味和烟气生理强度等方面起着重要作用，是衡量烟叶品质的重要因素之一[1-2]。曾有人提出以酚类化合物含量与蛋白质氮含量的比值作为判断烟草芳香吃味的依据[3]。国内外学者就烟草基因型、生态因素、栽培因素和调制过程对烤烟多酚类物质的影响进行了大量研究[4-6]。但在基因型、生态因素影响烤烟多酚类物质的研究中多偏重于某一生态区域的多酚物质本身含量差异及多酚类物质与单个环境因子的关系[7-10]，有关生态、品种及其互作对烤烟多酚类物质含量的影响强弱以及3者之间哪些是主要影响因素等问题尚缺乏深入研究。而河南许昌、云南玉溪和贵州贵阳分别是我国浓香型、清香型和中间香型烟叶的代表产区，具有典型生态特征。为此本研究选用 NC89、K326和红花大金元3个烤烟品种分别在河南许昌、云南玉溪、贵州贵阳3个生态类型区种植，研究生态、品种及其互作对烤烟总酚、芸香苷、绿原酸含量的影响及对其变异的贡献率大小以及改善烤烟多酚类物质含量的最优效应，从而为提高烤烟的香气质和香气量的理论研究和生产实践提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为烤烟品种NC89、K326、红花大金元。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于 2010年在河南许昌、云南玉溪、贵州贵阳3个生态地区进行。各点均采用完全随机区组设计，3次重复，小区面积40 m2，株距0.6 m，行距1.5 m。田间栽培管理措施按照当地优质烟叶生产技术进行科学管理，盛花期打顶并留叶19片，同时选取每株的10～12叶挂牌标记，按“三段式烘烤”工艺进行烘烤。

1.2.2 测定项目及方法 取外观质量均匀一致的挂牌标记初烤烟叶，测定其总酚、绿原酸、芸香苷的含量。

测定烟叶中总酚采用韩锦峰等[11]的方法；测定烟叶中芸香甘、绿原酸采用张槐苓等[12]的方法。

1.2.3 统计分析 根据崔党群[13]的生物统计学原理，利用DPS等统计软件对所测定的主要次生代谢物质进行具有重复观测值的两向分组资料的方差分析。

2 结 果

2.1 生态、品种及其互作对初烤烟总酚含量的影响

2.1.1 总酚含量方差分析 方差分析表明（表1）生态、品种及其互作效应均对初烤烟总酚含量有显著影响，其中以生态×品种对总酚含量变异的贡献率最大，占总变异的74%，其次是生态影响，占总变异的24%，品种对总酚含量变异的贡献率最小，仅占总变异的 2%。通过对河南许昌、云南玉溪和贵州贵阳3地不同生态类型及不同品种的烤烟总酚含量的多重比较结果表明（表2），在3个生态地区之间，总酚含量均存在显著差异，在品种之间比较显示，红花大金元与K326和NC89均存在显著差异，而K326与NC89之间差异不显著。

表1 总酚含量方差分析Table 1 Analysis of variance on total polyphenols in tobacco

表2 不同生态类型和品种间初烤烟总酚含量 mg/gTable 2 Total polyphenols content difference among ecology and variety

进一步分析表明（表3），生态、品种及其互作对烤烟总酚含量有着不同程度的影响效力，在地点之间，3个不同的生态类型中，贵州贵阳的生态类型主效应最大，效应值0.72；其次是云南玉溪，效应值0.17；河南许昌地区主效应值为-1.89。品种间，红花大金元主效应最大，效应值 0.61；而 NC89、K326为负效应。在生态与品种互作方面，NC89和K326的总酚含量与河南许昌、云南玉溪生态类型均有较强的互作效应，效应值分别为1.99、1.51和0.2、1.36；红花大金元总酚含量在两地区均无互作效应，但与贵州贵阳生态类型有较强的互作效应，效应值为5.07；而NC89和K326的总酚含量与贵州贵阳生态条件无互作效应。

表3 生态、品种互作效应两向表Table 3 Total polyphenols interaction between ecology and variety

2.1.2 不同生态类型初烤烟总酚含量差异 由图1可以看出，总NC89的总酚含量在3地差异不显著；K326的总酚含量为云南玉溪最高；红花大金元的是贵州贵阳＞云南玉溪＞河南许昌。

图1 不同生态类型总酚含量差异Fig.1 Total polyphenol content difference among locations

2.2 生态、品种及其互作对烤烟芸香苷含量的影响

2.2.1 芸香苷含量方差分析 生态、品种及其互作对烤烟的芸香苷含量均有显著影响（表4），生态影响最大，占总变异的55%；其次是品种，占总变异的36%；生态×品种对芸香苷含量变异影响最小，占总变异的8%。多重比较结果显示（表5），芸香苷含量在生态类型、品种间均存在显著差异。

表4 芸香苷含量方差分析Table 4 Analysis of variance on rutin content in tobacco

表5 不同生态类型和品种间初烤烟芸香苷含量 mg/gTable 5 Rutin content difference among ecology and variety

生态、品种互作效应（表6）分析表明，以地点为主效应时，云南玉溪生态类型对3个品种的影响效应最大，其次是贵州贵阳，而河南许昌主效应为负值。在3个品种之间，红花大金元的主效应最大，NC89和K326的主效应均为负值。在生态与品种互作条件下，红花大金元的芸香苷含量与河南许昌生态类型有较强互作效应，效应值为0.22；NC89和K326芸香苷含量与河南许昌生态类型无互作效应；K326芸香苷含量与云南玉溪生态类型有较强的互作效应，效应值为 0.31；红花大金元、NC89芸香苷含量与贵州贵阳生态类型互作效应明显，效应值分别是0.07、0.04，K326芸香苷含量与贵州贵阳生态类型无互作效应。

表6 生态、品种互作效应两向表Table 6 Rutin content interaction between ecology and variety

2.2.2 不同生态类型芸香苷含量差异 由图2可以看出，NC89、K326芸香苷含量在3个地区为云南玉溪＞贵州贵阳＞河南许昌。红花大金元芸香苷含量为贵州贵阳＞云南玉溪＞河南许昌。NC89芸香苷的含量在云南玉溪和贵州贵阳生态条件差异不显著，与河南生态条件具有显著差异。K326和红花大金元芸香苷含量在3个地区差异均显著。

图2 不同生态地区芸香苷含量差异Fig.2 Rutin content difference among locations

2.3 生态、品种及其互作对烤烟绿原酸含量的影响

2.3.1 绿原酸含量方差分析 生态、品种及其互作对初烤烟的绿原酸含量变化均有显著影响（表7），其中以生态类型对初烤烟绿原酸含量的影响最大，占总变异的47%；其次是生态×品种的影响，占总变异的35%；品种的影响最小，占总变异的18%。通过对河南许昌、云南玉溪、贵州贵阳3地区不同品种初烤烟的绿原酸含量均值多重比较（表8）表明，在生态类型上，河南许昌地区绿原酸含量与云南玉溪、贵州贵阳均存在显著差异，云南玉溪和贵州贵阳两地差异不显著；品种上，红花大金元绿原酸含量与K326、NC89存在显著差异，K326和NC89之间差异不显著。

表7 绿原酸含量方差分析Table 7 Analysis of variance on chlorogenic acid in tobacco

表8 不同生态类型和品种绿原酸含量 mg/gTable 8 Chlorogenic acid content difference among ecology and variety

生态、品种的互作效应分析（表9）结果表明，地点为主效应时，河南许昌生态类型的主效应最为明显，效应值最大为1.64，云南玉溪和贵州贵阳生态类型主效应为-0.78、-0.86。品种为主效应时，红花大金元主效应最大为0.97，NC89和K326的主效应为-0.49、-0.48。生态与品种互作，河南许昌生态类型与NC89和K326绿原酸含量有较强的互作效应，效应值分别为0.51和1.00，与红花大金元无互作效应；云南玉溪生态类型与K326绿原酸含量有较强的互作效应，效应值是 0.582；贵州生态类型与NC89和红花大金元绿原酸含量有较强的互作效应，效应值分别是0.06和1.56，与K326无互作效应。

表9 生态、品种互作效应两向表Table 9 Interaction between ecology and variety

2.3.2 不同生态类型绿原酸含量差异 由图3可以看出，NC89绿原酸含量为河南许昌＞贵州贵阳＞云南玉溪；K326绿原酸含量为河南许昌＞云南玉溪＞贵州贵阳；红花大金元绿原酸含量为贵州贵阳＞河南许昌＞云南玉溪，且3个品种在不同的生态条件下差异均显著。

图3 不同生态类型初烤烟绿原酸含量比较Fig.3 Chlorogenic acid content difference among locations

3 讨 论

许多因素包括烟草品种、类型、部位、成熟度、光照、温度、营养及调制方法等均可影响多酚类物质在烟草中的含量。而遗传基因、栽培管理以及调制技术的综合作用决定了各种类型烟草中多酚类物质的组分和含量。

本试验通过生态、品种及其互作对多酚类物质影响的研究表明，生态、品种及其互作对烤烟酚类物质的含量均有明显的影响，不同烤烟品种多酚类物质含量随生态类型的变化而变化，说明生态是影响烤烟多酚物质含量的关键因素，而生态与品种互作能显著提高多酚类物质的含量。

生态效应分析显示，在云南玉溪对烤烟总酚和芸香苷的含量主效应最大，其次是贵州贵阳，河南许昌较小。而河南许昌生态条件对烤烟绿原酸含量主效应最大，这与Zucker[14]研究的高海拔地区对烤烟绿原酸含量影响显著的结论相反。造成差异的原因是试验初期云南和贵州地区干旱缺水条件导致移栽期推迟，烟苗前中期处于中高温环境下，生长加快，干物质积累少，烟叶正常生长发育受阻，从而影响碳水化合物向酚类物质的转化，影响酚类物质的含量。

研究品种对烤烟多酚类物质含量的影响表明，基因型对烤烟芸香苷的含量影响效力最大；芸香苷含量的品种间差异显著。品种效应分析显示，总酚、芸香苷和绿原酸含量均以红花大金元主效应最大，而NC89和K326的主效应较小。

生态与品种互作分析表明，烤烟总酚含量以NC89、K326与河南许昌生态环境互作效应最大、云南玉溪次之，红花大金元与贵州贵阳生态环境互作效应最大；芸香苷含量以红花大金元与河南许昌生态环境互作效应最大、贵州贵阳生态环境次之，K326与云南玉溪生态环境互作效应最大，NC89与贵州贵阳生态环境互作效应最大；绿原酸含量以NC89与河南许昌生态环境互作效应最大、贵州贵阳生态环境次之，K326与河南许昌生态环境互作效应最大、云南玉溪生态环境次之，红花大金元与贵州贵阳生态环境互作效应最大。

4 结 论

同一品种与不同生态条件互作所形成的多酚类物质含量差异可能是形成不同生态区典型香型风格的主要原因。对于本研究所选3个品种来说，NC89在河南许昌种植，总酚和绿原酸含量最高。K326在云南玉溪种植，总酚、芸香苷含量最高；在河南许昌种植，绿原酸含量最高。红花大金元在贵州贵阳种植，总酚、芸香苷和绿原酸含量均达到最高。因此，在现有生态环境基础上选择与生态环境相适宜的品种类型，发挥环境的最大潜力是提高烤烟品质的关键环节。

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