本文關(guān)鍵詞： 施氮量 烤煙 細(xì)胞超微結(jié)構(gòu) 常規(guī)化學(xué)成分 質(zhì)體色素 多酚 基因表達(dá)　出處：《河南農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：為了闡明不同的氮肥施用量量對煙葉風(fēng)格特色形成的影響,本研究以烤煙品種豫煙10號為試驗(yàn)材料,分別設(shè)置低氮處理(T1,22.5 kg/hm2)、中氮處理(T2,26.25 kg/hm2)和高氮處理(T3,30 kg/hm2)三個處理在河南省許昌市襄縣進(jìn)行種植,并根據(jù)當(dāng)?shù)刈顑?yōu)的煙葉生產(chǎn)管理方法進(jìn)行管理;在煙葉生長發(fā)育過程中,對打頂后(即移栽后60天)的不同時期的中部葉的細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、常規(guī)化學(xué)成分和質(zhì)體色素成分以及多酚類化合物成分及其相關(guān)的基因表達(dá)規(guī)律進(jìn)行比較分析,探索烤煙煙葉在不同氮肥施用量條件下的生長發(fā)育規(guī)律及物質(zhì)代謝特點(diǎn)對煙葉質(zhì)量特色的影響。所獲得的結(jié)果如下:1.細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)比較:采用透射電鏡的方法對不同施氮量條件下豫煙10號不同發(fā)育時期中部葉組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、葉綠體和淀粉粒的發(fā)育、降解規(guī)律以及其它的一些細(xì)胞器和內(nèi)含物的變化規(guī)律進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明:豫煙10號烤煙品種中部葉在不同氮肥施用量條件下葉片細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)變化規(guī)律差異明顯,T1處理下的煙葉淀粉粒體積小且含量少,嗜鋨顆粒體積和含量增大增多趨勢明顯;T2處理下煙葉淀粉粒和嗜鋨顆粒的體積及含量增大增多較為明顯;T3處理下煙葉淀粉粒和嗜鋨顆粒體積及含量增大增多不明顯。不同施氮量下的煙葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)育比較,正常施氮量下的煙葉淀粉粒降解更為充分,發(fā)育更快。2.碳氮代謝相關(guān)物質(zhì)以及相關(guān)基因表達(dá)行比較分析:(1)采用流動分析儀技術(shù)對不同施氮量下烤煙品種豫煙10號中部葉的常規(guī)化學(xué)成分(淀粉、總糖、還原糖、總氮)進(jìn)行檢測分析:從整體來看,成熟期烤煙中部葉的淀粉、總糖和還原糖含量均表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢,總氮含量表現(xiàn)出平穩(wěn)遞降的趨勢;對氮處理的研究發(fā)現(xiàn),淀粉和總氮含量隨著土壤氮肥施用量的增加表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢,而總糖和還原糖含量則相反,表現(xiàn)出遞降的趨勢。(2)采用RT-PCR技術(shù)對中部葉碳氮代謝的相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)糖代謝的相關(guān)基因INV的表達(dá)量較弱,而在移栽后90天T3處理下的表達(dá)有所增強(qiáng);而AGPase基因在T1和T2處理下的表達(dá)量增加的較為明顯。與淀粉合成的相關(guān)基因GBSSI和SBE表達(dá)量在T1處理下表現(xiàn)先升高后下降的趨勢,而在T2和T3處理下則表現(xiàn)為持續(xù)上升趨勢,說明隨著施氮量的增加,淀粉的積累較為明顯。與氮代謝相關(guān)的基因NR表達(dá)量在三個處理中均較高,尤其在T1處理下,NR基因表達(dá)量顯著高于T3處理;而Ni R基因在T1處理下基因表達(dá)量有高于T3處理的趨勢。3.質(zhì)體色素類物質(zhì)及其相關(guān)基因表達(dá)分析:(1)采用LC/MS技術(shù)對不同氮肥施用量下豫煙10號中部葉的質(zhì)體色素含量進(jìn)行檢測分析:從整體來看,成熟期烤煙中部葉的葉綠素a、葉綠素b、新黃質(zhì)、紫黃質(zhì)、葉黃素和β-胡蘿卜素的含量隨著成熟期的推進(jìn)均表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢;隨著氮肥施用量的增加烤煙煙葉中的質(zhì)體色素的含量表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。(2)采用Q-PCR技術(shù)對烤煙中部葉質(zhì)體色素代謝相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)檢測分析,發(fā)現(xiàn)葉綠素合成的關(guān)鍵基因CAB表達(dá)差異較為明顯,隨著煙葉的成熟CAB基因的表達(dá)量增強(qiáng);同時CAB基因隨著氮肥施用量的增加而增強(qiáng)。葉綠素降解的基因CLH在T3處理下的表達(dá)較弱,在TI和T2處理下的表達(dá)較強(qiáng),這與細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果較為一致。而與類胡蘿素合成的相關(guān)基因PSY、PDS、ZDS、LCYB和LCYE,在移栽后62天和76天其表達(dá)量表現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢,而在移栽后90天,類胡蘿素合成的相關(guān)基因的表達(dá)量表現(xiàn)出增強(qiáng)的趨勢;而在不同施氮量處理下,類胡蘿素相關(guān)基因的表達(dá)量隨著氮肥施用量的增加呈逐漸增強(qiáng)的趨勢。4.多酚類物質(zhì)及其相關(guān)基因表達(dá)分析:(1)采用LC/MS技術(shù)對不同施氮量下豫煙10號中部葉的多酚類物質(zhì)含量檢測分析:整體來看,綠原酸含量隨著煙葉的成熟而升高,隨著氮肥施用量的增加而降低。隨著成熟期生育期的推進(jìn)蕓香苷含量表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢,達(dá)到生理成熟后開始下降,而隨著氮肥施用量的增加蕓香苷含量表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。(2)采用RT-PCR技術(shù)對烤煙中部葉黃酮類物質(zhì)代謝的相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)分析,研究發(fā)現(xiàn)隨著煙葉的成熟PAL、4CL、CHS和CHI基因的表達(dá)量表現(xiàn)為先升高再降低的趨勢,而隨著施氮量的增加該途徑相關(guān)基因表達(dá)量減弱。總之,從不同處理下的葉片超微結(jié)構(gòu)、物質(zhì)代謝以及相關(guān)基因表達(dá)分析的研究結(jié)果來看,T1處理下的煙葉提早進(jìn)入衰老期,表現(xiàn)出早衰現(xiàn)象;T2處理下的煙葉適時成熟,代謝產(chǎn)物分配更為合理;T3處理下的煙葉表現(xiàn)為延遲成熟。
[Abstract]:In order to clarify the effects of different amount of nitrogen fertilizer on the formation of the style and characteristics of tobacco leaves, the flue-cured tobacco varieties Yuyan No. 10 as the test material, are respectively provided with low nitrogen treatment (T1,22.5 kg/hm2), nitrogen (T2,26.25 kg/hm2) and high nitrogen (T3,30 kg/hm2) three treatment were planted in Xuchang city of Henan Xiang county and managed according to province, tobacco production management method of local optimum; in the process of growth and development in tobacco leaves after topping on (60 days after transplanting) cell ultrastructure of middle leaves in different periods, the law of comparative analysis of expression of conventional chemical composition and pigment composition and composition of polyphenolic compounds and related genes exploration, flue-cured tobacco in different amount of nitrogen fertilizer under the condition of growth and metabolism characteristics influence on the quality of tobacco leaves. The results obtained are as follows: 1. cell ultrastructure comparison: Methods by using transmission electron microscopy to different nitrogen Yuyan 10 different developmental stages of central leaf tissue structure characteristics of chloroplast and starch granule development, degradation and other organelles and inclusions changes were studied. The results showed that the difference of Yuyan 10 varieties of flue-cured tobacco leaves in the middle in different amount of nitrogen fertilizer under the condition of the cell structure changes significantly, T1 treatment of tobacco starch grains with small volume and content of less osmiophilic particles size and the increase of the content of T2 increased significantly; the treatment volume and content of osmiophilic granules of tobacco starch and increase obviously; T3 treatment of tobacco starch and the osmiophilic granules content and volume increase is not obvious. The development of cell structure of tobacco leaf under different nitrogen levels, the normal application of tobacco starch degradation of nitrogen is more fully developed faster,.2. For the comparative analysis of expression of carbon and nitrogen metabolism related genes and related substances: (1) using the technology of flow analyzer under different nitrogen in flue-cured tobacco varieties Yuyan 10 middle leaves of routine chemical components (starch, total sugar, reducing sugar, total nitrogen) were detected and analyzed: on the whole, the starch maturity of flue-cured tobacco in central leaf the content of total sugar and reducing sugar showed a trend of increase gradually, the total nitrogen content showed a stable trend of degradation; nitrogen, starch and total nitrogen content in soil increased with nitrogen fertilizer showed a gradual increase trend, while the content of total sugar and reducing sugar in performance a descending trend. (2) the genes related to the metabolism of central Ye Tandan expression analysis using RT-PCR technology, found the expression of weak INV gene related to glucose metabolism, and expression in 90 days after transplanting under T3 treatment increased; AGPase gene The expression in T1 and T2 treatment increased significantly. And starch synthesis related genes GBSSI and SBE expression decreased in the treatment of T1, and in T2 and T3 treatment showed a rising trend, with the increase of nitrogen, starch accumulated more obviously. NR gene expression correlated with nitrogen metabolism in the three treatments were higher, especially in the treatment of T1, NR gene expression was significantly higher than that of T3 treatment; and Ni R gene in gene expression under T1 treatment is higher than the trend.3. plastid pigment material T3 processing and related gene expression analysis: (1) were detected and analyzed the content of plastid pigment of different amount of nitrogen fertilizer under the Yuyan No. 10 middle leaves using LC/MS Technology: on the whole, mature period of flue-cured tobacco in central leaf chlorophyll a, chlorophyll b, neoxanthin, violaxanthin, content of lutein and beta carotene as The advance of ripe stage were shown to decrease gradually; with the increase of nitrogen content in flue cured tobacco plastid pigment showed a gradually increasing trend. (2) of the central leaves of flue-cured tobacco plastid pigment metabolism related gene expression analysis using Q-PCR technology, the key gene synthesis of chlorophyll CAB expression difference is obviously, with the expression of mature CAB gene tobacco was enhanced; while CAB gene increased with the increasing of nitrogen fertilizer. Weak expression of gene CLH of chlorophyll degradation in the treatment of T3, TI and T2 in the treatment of strong, the results and observation of cell ultrastructure and related gene PSY is more consistent. Synthesis and type of carotene, PDS, ZDS, LCYB and LCYE, at 62 days after transplanting 76 days and its expression showed a decreasing trend, and in 90 days after transplanting, the expression of genes related to class carotene synthesis. The amount shown increasing trend; and in different nitrogen treatments, the expression of type carotene related genes with nitrogen fertilizer increased the trend was gradually increased.4. of polyphenols and related gene expression analysis: (1) the detection and analysis of polyphenol content under different nitrogen Yuyan 10 middle leaves by LC/MS: Overall, chlorogenic acid content increased with the maturity of tobacco leaves, decreased with the increasing of nitrogen fertilizer. With the maturity of the development stages of rutin content showed a gradually increasing trend, began to decline after physiological maturity reached, and with the increasing of nitrogen fertilizer rutin content exhibited a gradual decrease trend. (2) related genes on Flue-cured Tobacco in central leaf flavonoids metabolism expression analysis using RT-PCR technology, the study found that with the mature PAL, leaf 4CL, expression of CHS and CHI gene The performance of the first increased and then decreased, with the increase of the expression of genes involved in this pathway of nitrogen content decreased. In short, from the ultrastructure of leaves under different treatments, the expression of genes related to metabolism and analysis of the research results, T1 treatment of tobacco leaves early entry into the aging period, showing the phenomenon of premature T2; under the treatment of tobacco timely mature, metabolite distribution more reasonable; leaves under T3 treatment for delayed maturity.

【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】：2016
【分類號】：S572

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本文編號：1469206