外源玉米素对烟叶烟碱、内源激素含量及烟碱合成相关基因表达的影响

摘要：为探明外源玉米素对烟叶烟碱含量、内源激素含量及烟碱合成相关基因表达的影响，本研究以喷施等量清水为对照，设置3个玉米素喷施浓度（1、2、3 mg/L）处理，于烟株打顶当天进行叶面喷施，处理后5、10、15 d测定烟株的农艺性状及烟叶烟碱、内源激素含量和根尖烟碱合成关键基因的表达量。结果表明，与对照相比，喷施不同浓度的外源玉米素对烟株农艺性状无显著影响；烟叶烟碱含量显著下降，喷施后5d下降幅度最为明显，降幅分别达20.59%、31.76%、28.74%；烟叶玉米素（ZR）、生长素（LAA）、赤霉素（CA）含量显著提高，增幅分别为21.63%-41.68%、13.94%-87.49%、10.56%-47.32%，脱落酸（ABA）含量显著降低，降幅为4.34%-72.70%；烟碱合成关键基因NzPMr、NtODC、NtMPO的表达量显著下调，NtPMT和Nt MPO在喷施后10 d下调幅度最大，T1、T2、T3处理分别较CK下降26.82%、55.59%、62.88%和31.22%，36.97%、45.75%，NtODC在喷施后5d时下调幅度最大，T1、T2、T3分别较CK下降36.30%、77.26%、53.34%。综上可知，烟株打顶当天叶面喷施玉米素对烟株生长影响不显著，对烟叶内源激素水平有显著影响，从而影响烟碱合成相关基因的表达，进而显著降低烟叶烟碱含量，其中2 mg/L的喷施浓度调控效果较明显。本研究可为生产中烟叶烟碱含量调控提供理论依据和技术支撑。

关键词：烤烟；内源激素；烟碱含量；外源玉米素；基因表达

中图分类号：S572 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2025）01-0047-07

烟碱（Nicotine）是烟草中特有的生物碱，约占烟草生物碱总含量的90%-95%，也是烟草能够成为商品的物质基础。烟碱含量低，烟叶劲头小、吸味平淡；烟碱含量高，烟叶劲头大且刺激性增强，从而产生辛辣味，因此，烟碱含量适宜是优质烟叶生产关注的焦点。烟叶生产中，通过打顶能够改善烟株体内同化物分配，提高烟叶的产量及质量，但同时也打破了烟株体内的激素平衡，使得烟株内源激素水平和生理代谢过程受到影响，促进了烟碱的合成和烟叶中烟碱含量的提高。烟碱由一个吡咯烷环和一个吡啶环构成，吡咯烷环的合成主要是通过腐胺在一系列酶的调控下进行的，在此过程中，腐胺氮甲基转移酶（PMT）、鸟氨酸脱羧酶（ODC）、氮甲基腐胺氧化酶（MPO）起到关键调节作用，其中PMT是主要限速酶。吡啶环主要是通过烟酸合成的，而在此过程中，喹啉酸磷酸核糖转移酶（QPT）是烟酸合成的主要限速酶。研究表明，打顶能够提高根中PMT、ODC、MPO和QPT的活性，从而促进烟碱的合成。

玉米素是一种新型植物生长调节剂，属于细胞分裂素的一种，能刺激植物细胞分裂，加速植物新陈代谢和蛋白质的合成，促使有机体迅速增长，提高植物抗病、抗衰和抗寒能力，使作物早熟丰产。邹华娇在对甘蓝喷施玉米素后，发现甘蓝的单株鲜重、株高、叶片数等指标均提高，并且粗纤维素、蛋白质和维生素C含量等品质指标也有一定的提升。表明喷施玉米素在提高甘蓝产量的同时还有提升品质的作用。林永研究发现，喷施玉米素能加快番茄果实的膨大速度，同时对番茄果实可滴定酸和维生素C等品质指标没有不良影响，最终使番茄的产量和品质都得到提高。当前，对玉米素的研究多集中于甘蓝、番茄、小麦、蓝莓等作物上，且有关外源植物激素调节烤烟烟碱含量的研究较多，而玉米素调控烟叶烟碱含量的相关研究未见报道。为此，本研究在烟株打顶当天通过喷施不同浓度玉米素，测定喷施后不同时期烟株的农艺性状及烟叶烟碱含量、内源激素含量和根尖烟碱合成关键基因的表达量，探讨玉米素对烟叶烟碱含量的调控作用，以期为进一步解析玉米素对烟碱的调控机制和烟碱调控技术开发提供理论支撑。

1材料与方法

1.1试验材料

供试烟草为NC82x毕纳一号的优良高世代稳定品系，由贵州省烟草品质研究重点实验室提供。

1.2试验设计

试验于2023年在贵州大学烟草科研基地进行，当50%的烟株中心花开放时统一打顶，单株留叶18片。采用随机区组设计，设置3个玉米素喷施浓度（1、2、3 mg/L）处理，分别记为T1、T2、T3，重复3次，于打顶当天进行叶面喷施，以喷施等量清水为对照（CK）。4行区，每行15株，行株距为110 cmx55 cm。