不同成熟度烤烟萜类物质含量及相关基因研究.pdf
《不同成熟度烤烟萜类物质含量及相关基因研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不同成熟度烤烟萜类物质含量及相关基因研究.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中国烟草科学 Chinese Tobacco Science 2023,44(4):79-86 DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2023.04.011 不同成熟度烤烟萜类物质含量及相关基因研究 刘 芳1,宋笑龙1,马浩波1,孟智勇1,宗胜杰1,王 宏2*,张 昭1,田洪彰3(1.河南省农业科学院烟草研究所,河南 许昌 461000;2.河南省烟草公司洛阳市公司,河南 洛阳 471000;3.山东临沂烟草有限公司费县分公司,山东 临沂 276000)摘 要:为探究不同成熟度烤烟萜类物质代谢规律及与烟叶内在品质的关系,以中烟 100 为试验材料,采用实时荧光定量PCR(
2、qRT-PCR)技术对萜类物质合成与降解关键基因表达量进行测定,利用气-质联用仪(GC-MS)检测烤后烟叶萜类物质及其降解产物,同时对烟叶感官质量进行评价。研究结果显示,随着成熟度的增加,烟叶腺毛脱落加剧,类胡萝卜素降解关键基因 PAL 表达量呈上升趋势,类胡萝卜素含量逐渐下降;西柏烷类物质含量与相关基因 DXR、CYP71D16、C4H、CHS表达量变化趋势基本一致,整体呈现“先升后降”,并在完熟期达到高峰。中、上部烟叶均以完熟烟叶的感官质量评价最优,与萜类物质合成及相关基因表达上调密切相关,起到了柔和烟气、提质增香的作用。生产上中烟 100 宜在成熟采收基础上推迟 57 d,使烟叶成熟度达
3、到完熟,可有效提高中上部烟叶内在品质及工业可用性。关键词:成熟度;烤烟;萜类化合物;基因表达;烟叶品质 中图分类号:S572.01 文献标识码:A 文章编号:1007-5119(2023)04-0079-08 Study on the Content of Terpenoids and Related Genes in Flue-cured Tobacco with Different Maturity Levels LIU Fang1,SONG Xiaolong1,MA Haobo1,MENG Zhiyong1,ZONG Shengjie1,WANG Hong2*,ZHANG Zhao1,T
4、IAN Hongzhang3(1.Tobacco Research Institute of Henan Academy of Agricultural Sciences,Xuchang,Henan 461000,China;2.Henan Tobacco Company Luoyang Company,Luoyang,Henan 471000,China;3.Shandong Linyi Tobacco Co.,Ltd.,Fei County branch,Linyi,Shandong 276000,China)Abstract:In order to explore the relatio
5、nship between the biosynthesis and catabolism of terpenoids in flue-cured tobacco of different maturity levels and the intrinsic quality of tobacco leaves,using Zhongyan 100 as the test material,real-time fluorescence quantitative PCR(RT-PCR)technology was used to measure the expression levels of ke
6、y genes for terpenoid synthesis and degradation,and gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)detection technology was used to detect terpenoids and their degradation products after modulation and processing.At the same time,the smoking quality of tobacco leaves was evaluated.The results showed tha
7、t as maturity increased,the shedding of glandular hairs intensified,the content of carotenoids and the expression level of PAL gene increased gradually;The content of siberians and genes expression level of DXR,CYP71D16,C4H,CHS showed a“increase first and then decrease”trend,and reached the peak dur
8、ing the ripening period.The sensory quality evaluation of the fully mature tobacco leaves in the middle and upper parts was the best.Maturation was found to be closely related to the upregulation of gene expression related to the synthesis of terpenoids,playing a role in softening smoke and improvin
9、g quality and aroma.In tobacco production,it is recommended to further delay the harvest of tobacco leaves by 5-7 days on the basis of mature harvest,so that the maturity of the tobacco leaves can reach fully maturity,which can effectively improve the intrinsic quality and industrial usability of mi
10、ddle and upper tobacco leaves.Keywords:maturity;flue-cured tobacco;terpenes;gene expression;tobacco quality 香气是评价烟叶内在质量的核心内容和重要指标。烟叶烤后散发出来的细腻清新的香气大多来源于致香前体物质的降解,萜类是其中重要一类。烟草中萜类致香前体物主要有类胡萝卜素(四萜类化合物)、类西柏烷类和赖百当类(二萜类化合物)1-3。赖百当类化合物一般只存在于香料烟和部分雪茄烟中,西柏烷类4-6则是由烤烟表皮腺毛合成并分泌产生,调制后主要降解为茄酮及其衍生物7。类胡萝卜素属于四萜化合物,其降
11、解产物是烤烟中性致香物质的重要组成成分,并且香味物质阈值相对较低、刺激性较小、香气质较好,能够使烟叶产生木香、花香、果香和甜香等诸多特色香气8-9。前人大 基金项目:河南省农业科学院自主创新项目(2022ZC19)作者简介:刘 芳(1992-),女,助理研究员,硕士,主要从事烟草调制与加工工作。E-mail:。*通信作者,E-mail: 收稿日期:2023-03-30 修回日期:2023-06-01 80 中国烟草科学 2023年第44卷 量研究了萜类化合物合成和降解途径10-12,也有部分学者对萜类化合物合成关键酶基因13-14进行分析,但关于不同成熟阶段的烤烟萜类化合物相关基因表达与烟叶品
12、质综合分析的报道较少。成熟度是影响烟叶品质的重要因素,采收成熟度偏低或偏高会导致烤后烟叶表现出青杂气、刺激性重,香气不足,口味寡淡等弊端,严重影响烟叶原料的工业可用性15-19。只有深入研究致香物质在不同成熟度的差异规律,才能精准把握烟草采收最佳成熟度20-22。中烟 100 是河南烟区的主栽品种,本项目针对中烟 100 不同成熟度腺毛特性和叶面分泌物合成关系进行差异性分析,并分析了萜类化合物合成和降解通路中相关酶基因表达的差异性,结合不同成熟度烤后烟叶香气物质含量开展比对分析,以期探明烟叶的最适采收期,为进一步提高烤烟香气质量和工业可用性奠定基础。1 材料与方法 1.1 试验材料 试验于 2
13、022 年在河南省农业科学院烟草研究所试验田开展,试验品种为中烟 100。试验地块肥力中等、均匀一致,行株距为 1.2 m0.5 m,其他田间栽培管理及病虫害防治按照当地优质烟生产技术规程实施。试验烤房为密集烤房,符合 DB43T 16352019 密集烤房建设及配套设备技术规范标准。烤房装烟室规格为:8.0 m2.7 m3.5 m。1.2 试验设计 以 1618 叶位和 1013 叶位分别代表上部叶和中部叶作为研究目标,以常规成熟采收为对照,根据实际生产,设置采收成熟度差异梯度试验,成熟度设置及外观标准如表 1。表 1 不同成熟度标准 Table 1 Criteria for differe
14、nt maturity levels 处理 Treatment 外观特征 Appearance characteristics 11 采收时间 Harvest time T1 初熟 叶面颜色绿中泛黄,叶片落黄 60%,主脉除叶基部基本全白,茸毛脱落较少,叶面发亮,茎叶角度小于 90,微下垂。较生产上提前 35 d T2 成熟(对照)具备明显可辩认成熟特征,叶面绿黄色,叶片落黄 70%,主脉基本全白,茸毛开始脱落,出现成熟斑,茎叶角度呈 90下垂。生产上常规采收期 T3 完熟 叶片落黄 80%,主脉基本全白,支脉变白 50%,叶耳黄绿色。叶面皱缩,绒毛脱落明显,成熟斑较多。有焦边现象。较生产上延
15、迟采收 57 d T4 过熟 叶面基本全黄,叶片落黄大于 90%,叶脉全白,支脉基本变白,叶面皱缩明显,绒毛基本脱落,叶尖叶缘有明显枯焦现象。较生产上延迟采收 911 d 分别在各部位叶片不同成熟度阶段,取 5 株代表性烟株的鲜烟叶,沿主脉两侧截取8片直径为5 cm的圆形叶片混合用于叶表面分泌物的提取与检测,同时取 10 cm 左右的长条状叶片混合用于腺毛密度观察、类胡萝卜素测定和 RNA 的提取,每个处理重复 3 次。其他叶片按照设定成熟度采收后,分别以三段式工艺在相同的烘烤条件下进行调制,烤后各处理样品分别取 2 kg 用于常规化学成分测定、香气成分测定及感官质量评价。1.3 测定项目与方
16、法 1.3.1 烟叶腺毛形态观察及腺毛密度统计 用FAA 固定液固定烟叶,每个样本做 3 次重复,经 0.2%罗丹明染料染色 30 min 后,用清水去除未结合的罗丹明 B,通风条件下自然晾干,沿着叶片中部主脉两侧 1 cm 处剪取 1 cm1 cm 左右的叶片组织,使用超景深显微镜观察并拍照,观察腺毛形态并对腺毛密度进行统计。1.3.2 类胡萝卜素含量测定 采用95%乙醇浸提,分光光度计法检测23。1.3.3 西柏烷二萜醇的测定 取样后采用气相色谱-质谱联用仪(Agilent 7890-5977)按照行业标准YC/T 4702013 进行西柏烷二萜醇含量的测定与分析,每个处理重复 3 次。1
17、.3.4 烟叶总RNA的提取 采用RNA提取试剂盒(TaKaRa MiniBEST Plant RNA Extraction Kit)提取参试烟叶的总 RNA,将提取的 RNA 用适量的DEPC 水(经焦碳酸二乙酯处理过并经高温高压灭菌的超纯水)溶解后,置于80 冰箱保存备用。1.3.5 萜类化合物合成关键酶基因表达量测定 采用 One Step RT-PCR 反应试剂盒(TaKaRa One 第 4 期 刘 芳等:不同成熟度烤烟萜类物质含量及相关基因研究 81 Step TB Green PrimeScript RT-PCR Kit)在同一反应管内连续进行 RNA 的反转录和 PCR 扩增反
18、应,每个处理重复 3 次。根据 GenBank 发布的 DXR、CYP71D16、PAL、C4H、CHS、4CL 和 L25(内参基因)序列设计基因扩增引物(见表 2)。qRT-PCR反应体系为 20 L:2PCR Buffer 10 L,TaqHS 0.4 L,Mix 0.4 L,正反向引物各 0.4 L,50 ROX 0.4 L,Total RNA 2 L,ddH2O 6 L。扩增反应条件:42 5 min,95 10 s(前两步为反转录反应);95 变性 5 s,60 延伸 34 s,40 个循环;95 15 s,60 1 min,95 15 s,根据 Ct值计算相对表达量。表 2 荧光
19、定量 PCR 引物序列 Table 2 Sequences of fluorescence quantitative PCR primers 基因 Gene 上游引物(5-3)Upstream primer(5-3)下游引物(5-3)Downstream primer(5-3)DXR TTGCTGAAGCCCGGAAAAC GAACCAGCAGCTAGTGCAACA CYP71D16 ACTGCATCCTCCACTACCTC CAGGGCAAATTCTCCTTCCG PAL CTCACTGGTTTTGGTGCTACT AGGCTGCAACTCGAAAAATC C4H GGCAATCCCTCTT
20、TTAGTCCC CTCCTACCAACAAACCCTGGA CHS TCAAAGCACTTACCCTGATTAT CTATCCAAGTGGGTGTCATTG 4CL GAACTCAAATCGAACGAATC ATGACCCTCCTGAAAATTGTTTAC L25(内参)TGAGGACAACAACACCCTTG GGCAACGTCCAAAGCATCAT 1.3.6 萜类化合物降解的中性致香物质含量测定 以二氯甲烷为萃取溶剂,采用 Agilent 7890-5977 气相-色谱质谱联用仪离子扫描内标(北京微标标物公司)相对定量法对烘烤调制后烟叶的中性致香物质进行定性定量分析18,每个处理重复
21、3 次。1.3.7 常规化学成分测定 不同成熟度烟叶采集后通过同一工艺进行烘烤处理,利用连续流动分析仪,参照行业标准 YC/T 1592002 测定总糖、还原糖,YC/T 1602002 测定烟碱,YC/T 1612002测定总氮,YC/T 1622002 测定氯含量,YC/T 1732003 测定钾含量。1.3.8 感官质量评价 各处理烘烤后的烟叶经过恒温恒湿回潮,切丝,卷制成(90015)mg/支、长度为 85 mm/支的单料烟支。由评吸专家参照行业标准 YC/T 1381998 对香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、刺激性、余味、燃烧性和灰色 9 个单项指标进行打分,取其平均值,采用专家咨
22、询法并借鉴相关研究方法24,对 9 个指标分别赋以 25%、15%、12%、10%、10%、13%、10%、2.5%和 2.5%的权重,采用加权平均法计算各处理的感官质量综合分值。1.4 数据分析 采用 Excel 2010、SPSS 19.0 进行处理与分析。2 结 果 2.1 不同成熟度烟叶腺毛形态密度分析 腺毛按其形态可分为长柄腺毛、短柄腺毛和保护毛,一般认为,腺毛密度大、腺毛分泌物多的烤烟吃味醇和、香气浓郁7。腺毛形态如图 1 所示,腺毛密度统计详见表 3。图 1 不同处理烟叶腺毛形态 Fig.1 Glandular hair morphology in flue-cured toba
23、cco under different treatments 82 中国烟草科学 2023年第44卷 表 3 不同处理烤烟腺毛密度 Table 3 Glandular hair density in flue-cured tobacco with different treatments 叶位 Position 处理 Treatment 长柄腺毛/(根mm-2)Long stalked glandular hair 短柄腺毛/(根mm-2)Short stalked glandular hair 保护毛/(根mm-2)Guard hair 总量/(根mm-2)Total 长柄腺毛/短柄腺毛 L
24、ong stalked glandular hair/Shortstalked glandular hair 中部叶 T1 17.90 a 7.08 a 4.75 a 29.73 a 2.53 a T2 15.34 b 6.40 b 4.68 ab 26.42 b 2.40 b T3 11.17 c 5.57 c 4.11 b 20.85 c 2.01 c T4 6.51 d 4.17 d 3.17 c 13.85 d 1.56 d 上部叶 T1 17.24 a 6.42 a 4.00 a 27.66 a 2.69 a T2 14.83 b 5.75 b 3.67 a 24.25 b 2.58
25、 b T3 11.04 c 4.68 c 3.33 bc 19.05 c 2.36 c T4 7.34 d 3.09 d 3.00 c 13.43 d 2.38 d 注:不同小写字母表示差异显著(p0.05)。下同。Note:Different lowercase letters indicate significant differences(p上部叶。表 4 不同处理烤烟类胡萝卜素含量 Table 4 Carotenoid content in flue-cured tobacco under different treatments 叶位 Position 处理 Treatment 类胡
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不同 成熟度 烤烟 物质 含量 相关 基因 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。