烤烟大田生长过程中烟叶中丙二醛含量与碳氮代谢关键酶活性的相互关系

烤烟大田生长过程中烟叶中丙二醛含量与碳氮代谢关键酶活性的相互关系

赵炳奇，汪正鑫*，何在敏，张剑伟

(云南省烟草公司保山市公司施甸县分公司，云南施甸 678200)

摘要为摸清烤烟在保山地区气候条件下的碳氮代谢规律，探索丙二醛含量与碳氮代谢关键酶间的相互关系，以品种k326为试验材料进行相关研究。试验结果表明，在移栽后0～50 d内，烟叶中硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性均呈上升趋势，均在旺长期间表现为最为活跃，之后均呈现出下降趋势；在整个大田生长过程中，烟叶中丙二醛含量一直呈上升趋势，在0～65 d内变换幅度较小，但在65～80 d内含量急剧上升。相关性分析结果表明，烟叶中丙二醛含量与硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性呈负相关关系，与硝酸还原酶活性/蔗糖转换酶活性的比值呈正相关关系，但均未达到显著水平。

关键词烤烟；丙二醛含量；硝酸还原酶活性；蔗糖转换酶活性；相关性分析

中图分类号S572

作者简介赵炳奇(1978- )，男，云南施甸人，农业技术员，从事烤烟烘烤调制方面的研究。*

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

烟草是我国重要的经济作物，其制品的品质越来越被人们所重视。而烟草及其制品的品质主要是由烟叶内在化学成分决定的。烟叶化学成分是烟叶内在质量的基础。只有各种化学成分含量适宜，并且相互之间的比例协调，烟叶才具有良好的内在质量，香气充足，吃味醇和[1-2]。

碳氮代谢是作物最基本的代谢过程。它在作物生育期间的动态变化直接影响光合产物的形成与转化、矿质营养的吸收以及氨基酸、蛋白质的合成等，对烟叶品质的形成具有重要的作用。蔗糖转化酶参与植物生长、器官建成、糖分运输、韧皮部卸载及调节库组织糖分构成和水平，对作物的生长发育和后期品质的形成有着重要影响，是衡量同化产物的转移与利用以及植物细胞代谢与生长强度的指标。其活性的高低反映烟株对蔗糖的利用情况，因而它是碳代谢的重要指标[3]。硝酸还原酶(NR)是植物硝酸盐代谢的关键酶和限速酶。它在烟草的氮素代谢中起主要作用。烟株硝酸还原酶活性越高，其氮素代谢和积累能力越强[4-5]。它在一定程度上反映植物体内氮代谢的情况。众所周知，植物体内丙二醛含量的高低在一定程度上反映植物抗逆性的强弱。其含量越高，植物的抗性越弱[6]，对环境的适应性也越弱，从而影响植物体内碳氮代谢，影响作物的产量、品质及其可用性。通过研究烤烟在整个大田过程中丙二醛硝酸还原酶及蔗糖转换酶含量的动态变化，摸清烟株叶内丙二醛含量对烟株硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性的影响，为生产出更优质的烟叶奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1试验材料供试烤烟品种为K326。试验田土壤类型为黏壤土，前作水稻。土壤肥力基本情况为：土壤pH 6.23，0～20 cm土层有机质含量22.11 g/kg，碱解氮72.35 mg/kg，速效磷15.38 mg/kg，速效钾121.76 mg/kg。栽培密度为1.2 m×0.5 m。采用漂浮育苗，施肥、移栽及田间管理措施均按照优质烟叶生产操作规范进行。苗期、成苗期测1次，大田期从团棵期(移栽后35 d左右)开始，每15 d(分别为35 d、50 d、65 d、80 d)取功能叶片(即烟株自上而下第8片叶)，测定碳氮代谢关键酶活性(主要包括蔗糖转化酶、硝酸还原酶)、丙二醛含量。

1.2测定方法在上午10:00采集烟株叶片，将材料洗净，用蒸馏水冲洗，滤纸吸干，将叶片按主脉分为2个部分，剪碎后分别充分混匀，分别采用比色法测定蔗糖转换酶、硝酸还原酶活性及丙二醛含量。

1.3数据分析数据整理与分析采用Excel和DPS共同完成。

2结果与分析

2.1在整个大田生长过程中烤烟叶片中丙二醛含量与硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性的变化情况由图1可知，烤烟叶片中丙二醛含量从移栽当天到移栽后80 d的时间内一直呈上升趋势，各时间段内的增幅分别为3.28%(0～35 d)、8.55%(35～50 d)、12.07%(50～65 d)、58.91%(65～80 d)。上述结果表明，在移栽后0～80 d内烟叶中丙二醛含量的增幅呈上升趋势，但在0～65 d内其增幅不大，在65～80 d内其增幅发生明显变化，达58.91%。由此可知，在移栽后0～65 d内，烟株抗逆性逐渐减弱，但变化不大，在65～80 d内其抗逆性明显减弱。这可能与烟株成熟落黄有关。

硝酸还原酶从移栽当天到移栽后50 d内呈上升趋势，之后一直呈下降趋势，各时间段内变化幅度分别为65.40%(0～35 d)、30.00%(35～50 d)、-29.91%(50～65 d)、-42.81%(65～80 d)。上述结果表明，烟株烟叶中硝酸还原酶活性从移栽到旺长期这个阶段逐渐增强，在旺长期达到最强，旺长期后其活性逐渐减弱，表明在移栽后0～85 d内烟株对氮素的吸收转换主要发生在团棵期至旺长期，尤其是旺长期；蔗糖转换酶从移栽当天到移栽后50 d内呈上升趋势，50～80 d内呈下降趋势，各时间段内变化幅度分别为28.62%(0～35 d)、48.32%(35～50 d)、-33.48%(50～65 d)、-51.02%(65～80 d)。上述结果表明，在移栽后0～50 d内烟叶中蔗糖转换酶活性逐渐增强，在旺长期达到最大，尤其是在35～50 d内增幅达到最大， 表明烟株干物质的积累主要发生在旺长期，在50～80 d内其活性逐渐减弱，尤其是在65～80 d内减弱幅度达到最大。这应该与烟株成熟落黄有很大关系。由此可知，在烟株团棵期至旺长期这段时间内，应加强水肥管理，促进烟株快发生长，促进烟叶中有机物的积累，提高烟叶的品质和可利用性。

图1　在整个大田生长过程中烤烟叶片中丙二醛含量与硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性

2.2在整个大田生长过程中烤烟叶片中硝酸还原酶、蔗糖转换酶的动态变化与丙二醛含量变化的相关性分析对整个大田期烤烟烟叶中硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性与相应的丙二醛含量进行相关性分析。在整个大田期烟叶中硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性与丙二醛含量都呈负相关关系，但均未达到显著水平。硝酸还原酶/蔗糖转换酶的比值与丙二醛含量呈正相关关系，但未达到显著水平。由此可知，在烟株大田生长过程中，尤其是旺长期，应加强大田水肥管理，减少环境胁迫对烟株生长的影响，提高烟株碳氮代谢，增强内含物质的积累，提高烟叶品质。

3结论与讨论

通过对整个大田期烤烟烟叶中硝酸还原酶活性、蔗糖转换酶活性及丙二醛含量的分析，发现在移栽后0～65 d内烟叶中丙二醛含量虽呈上升趋势，但变化不大，仅为25.65%，但在65～80 d这个时间段内其丙二醛含量急剧上升，在短短的15 d内达58.91%，表明此阶段烟叶的抗逆性明显减弱，所以在此阶段过后应加强烟叶的成熟采收工作；硝酸还原酶、蔗糖转化酶活性在移栽后0～50 d内均呈上升趋势，在50～80 d内均呈下降趋势，硝酸还原酶活性在移栽后0～35 d内增幅为65.40%，在35～50 d时间段内增幅为30.00%，蔗糖转换酶活性在移栽后0～35 d内增幅为28.62%，在35～50 d时间段内增幅为48.32%，表明烟株在团棵期左右氮代谢很活跃，在旺长期时更活跃，而烟株中碳代谢相对于氮代谢要来得迟些，在团棵期至旺长期时蔗糖转换酶活性增幅激烈，表明此阶段烟株谈代谢非常活跃。在烟叶硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性与丙二醛含量相关关系的研究中，发现烟叶中丙二醛含量与硝酸还原酶、蔗糖转换酶活性呈负相关关系，丙二醛含量对蔗糖转化酶活性的影响要大于硝酸还原酶，但均未达到显著水平。

参考文献

[1] 赵铭钦,汪耀富,杜士彬,等.陈化期间烟叶香气成份消长规律的研究[J].中国农业大学学报，1997,2(3):73-77.

[2] 韦凤杰,范艺宽,刘国顺,等.饼肥对烤烟叶片发育过程中质体色素降解及相关酶类活动的影响[J].作物学报,2006,32(5):766-771.

[3] 黄树永,陈良存.烟草碳氮代谢研究进展[J].河南农业科学,2005(4):8-9.

[4] 张婷,卢秀萍,张延军.打顶后施用生长素(IAA)和钾肥对烤烟碳氮代谢的影响[J].生态学杂志，2007，26(4):461-465.

[5] 杨守祥,李絮花.施钾对烤烟叶片氮素含量影响的研究[J].山东农业大学学报(自然科学版),2003,34(3):383-387.

[6] 鲁福成,王明启,魏雪生,等.逆境条件下几种蔬菜作物生理指标的变化[J].天津农业科学，2001,7(2):7.