四川三大煙區(qū)烤煙蔗糖分解酶類及其基因表達(dá)的差異分析

唐 煌,張軍杰 ,魯黎明 ,黃玉碧*

(1.四川省種子站，四川 成都 610041；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命理學(xué)院，四川 雅安 625014 ；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，成都 溫江 611130)

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四川三大煙區(qū)烤煙蔗糖分解酶類及其基因表達(dá)的差異分析

唐 煌1,張軍杰2,魯黎明3,黃玉碧3*

(1.四川省種子站，四川 成都 610041；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命理學(xué)院，四川 雅安 625014 ；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，成都 溫江 611130)

為探究四川煙葉風(fēng)格特色重要物質(zhì)蔗糖對四川三大煙區(qū)烤煙品質(zhì)、香氣特征的影響，本研究以四川主要栽培種紅花大金元和云煙87為材料，在攀西煙區(qū)(攀枝花、涼山)、川南煙區(qū)(瀘州)、川北煙區(qū)(廣元)駐點(diǎn)采樣，研究煙株旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期碳代謝重要產(chǎn)物蔗糖相關(guān)分解酶活性及基因表達(dá)情況，初步解析影響四川煙葉風(fēng)格特色重要物質(zhì)蔗糖分解規(guī)律，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：1．攀西地區(qū)酸性轉(zhuǎn)化酶活性呈現(xiàn)出先增后降的趨勢，川北劍閣及川農(nóng)古藺烤煙酶活性則在旺長期最高。中性轉(zhuǎn)化酶除冕寧外，各地酶活性隨著烤煙生育期不斷上升。各地蔗糖合成酶變化趨勢一致，均出現(xiàn)逐漸升高的趨勢。2．各煙區(qū)相比較，川南煙區(qū)及川北煙區(qū)酸性轉(zhuǎn)化酶活性旺長期時(shí)達(dá)到峰值，攀西地區(qū)則在現(xiàn)蕾期時(shí)酶活性最高。各煙區(qū)中性轉(zhuǎn)化酶活性均較低，各地差異較小。三煙區(qū)蔗糖合成酶活性均出現(xiàn)逐漸升高的趨勢。其中酸性轉(zhuǎn)化酶、蔗糖合成酶攀西煙區(qū)與川南、川北煙區(qū)差異較大，可能是各煙區(qū)煙葉香型不同的因素。3．推測蔗糖及淀粉分解酶相關(guān)基因時(shí)空表達(dá)特性分析:(1)現(xiàn)蕾期表達(dá)活躍型：V-inv；(2)成熟期表達(dá)活躍型：C-inv，Sus，N-inv。其中，V-inv、Sus可看作影響各煙區(qū)香型不同的因素之一。

烤煙；蔗糖；酶活性；特色風(fēng)格；實(shí)時(shí)熒光定量

煙草(NicotianatabacumL.)屬雙子葉植物管花目茄科煙草屬，是一種以收獲葉片為目標(biāo)的重要經(jīng)濟(jì)作物，因此煙葉品質(zhì)的好壞直接決定著烤煙的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。國內(nèi)外研究表明，生態(tài)環(huán)境通過調(diào)節(jié)煙株內(nèi)部的生理生化反應(yīng)成為影響煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵因素，是優(yōu)良煙葉品質(zhì)形成的基礎(chǔ)與前提[1-3]。

作為我國最為重要的煙葉主產(chǎn)區(qū)之一，四川各煙區(qū)區(qū)域氣候特征差異明顯，土壤類型分布多樣，海拔跨度較大，生態(tài)環(huán)境不一，因而烤煙品質(zhì)不同，抽吸風(fēng)格各有特色，綜合來看可將四川分為攀西煙區(qū)、川南煙區(qū)和川北煙區(qū)三大煙區(qū)。其中，攀西地區(qū)煙葉香氣量較足，香氣質(zhì)佳，加工性好，香氣特性兼有清香型和中間型。川南地區(qū)煙葉外觀質(zhì)量和物理特性均不如攀西地區(qū)，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性好，但該地區(qū)的部分煙葉產(chǎn)區(qū)煙堿含量偏高，勁頭偏大，香氣特性為中間型。川北地區(qū)煙葉外觀質(zhì)量和物理特性較好，化學(xué)成分較為協(xié)調(diào)，但該地區(qū)煙葉還原糖含量較高，煙葉香氣特性為中間型[4-5]。

煙葉品質(zhì)、香氣特征與煙葉碳代謝的強(qiáng)弱息息相關(guān)，蔗糖是煙草碳代謝的主要產(chǎn)物之一，對烤煙品質(zhì)影響較大。一方面，在煙葉生長過程中，蔗糖作為煙草碳代謝的產(chǎn)物，在烤煙生命活動(dòng)中有著不可替代的作用，作為糖類它是煙草生命活動(dòng)的基礎(chǔ)物質(zhì)，為煙草體細(xì)胞、組織不斷分裂生長提供能量，在烤煙生命活動(dòng)中起主導(dǎo)作用。此外，蔗糖是諸多高等植物儲藏、積累和運(yùn)輸糖分的形式，在高等植物體中具有信號的功能，還是“庫”代謝的主要基質(zhì)[6-7]。另一方面，在卷煙制品中，作為水溶性糖類的蔗糖在煙支燃吸時(shí)會(huì)發(fā)生酸性反應(yīng)，從而抑制煙氣中堿性物質(zhì)的堿性，使煙氣的刺激性降低，酸堿平衡適度，產(chǎn)生令人滿意的吃味。煙葉在調(diào)制和煙支燃吸的過程中，糖類會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而掩蓋其他物質(zhì)產(chǎn)生的雜氣，產(chǎn)生令人愉悅的香氣。此外，適宜的水溶性糖含量還能使煙葉保持色澤鮮亮，彈性好，耐壓而不易破碎，油份足，為許多香氣物質(zhì)的形成提供碳骨架，是多種代謝次生物質(zhì)的前體。因此，蔗糖是影響烤煙品質(zhì)重要物質(zhì)。

蔗糖含量的多少與其相關(guān)酶活性的作用息息相關(guān)。近年來人們通過對蘋果、荔枝、桃[8-11]等的研究表明：與蔗糖代謝和積累密切相關(guān)的酶主要有蔗糖轉(zhuǎn)化酶(Inv)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)。蔗糖合成酶與蔗糖轉(zhuǎn)化酶均能催化蔗糖分解，后者能夠不可逆的將蔗糖分解為果糖和葡萄糖為烤煙形態(tài)建成提供碳骨架[12]。在高等植物中，蔗糖轉(zhuǎn)化酶的活性對碳代謝影響很大，蔗糖通過韌皮部能從合成部位運(yùn)輸?shù)叫枰罅磕芰亢吞荚吹慕M織細(xì)胞中，然后在蔗糖轉(zhuǎn)化酶的作用下分解為葡萄糖和果糖，經(jīng)糖酵解后進(jìn)入三羧酸循環(huán)，因此蔗糖轉(zhuǎn)化酶的強(qiáng)弱常作為烤煙碳代謝強(qiáng)弱的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

本研究以四川主要栽培種紅花大金元和云煙87為材料，在攀枝花、涼山、瀘州、廣元駐點(diǎn)采樣，研究烤煙旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期蔗糖分解相關(guān)酶活性及其基因表達(dá)情況，初步解析四川省煙葉風(fēng)格特色重要物質(zhì)蔗糖分解相關(guān)酶類及其基因表達(dá)規(guī)律，以探索烤煙蔗糖分解酶代謝及其基因表達(dá)對于四川省不同煙區(qū)煙葉風(fēng)格的影響，找出影響四川各地區(qū)烤煙香型不同、品質(zhì)不同可能存在的內(nèi)在原因，為優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，為進(jìn)一步改良四川省烤煙風(fēng)格提供依據(jù)。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)及試驗(yàn)品種的選取

四川烤煙全年出產(chǎn)約為380萬擔(dān)，其中攀西地區(qū)生產(chǎn)煙葉250萬擔(dān)。因此在試驗(yàn)點(diǎn)的選取上，偏重與攀枝花和西昌地區(qū)。攀枝花地區(qū)選取米易與仁和2個(gè)地區(qū)，涼山選取的3個(gè)點(diǎn)分別為冕寧、會(huì)理、西昌。而川南和川北采集點(diǎn)則選取瀘州古藺縣、廣元?jiǎng)﹂w縣。本試驗(yàn)所選品種為當(dāng)前四川烤煙的主推品種紅花大金元和云煙87。

1.2 試驗(yàn)材料的采集

2013年、2014年分別在烤煙旺長期、現(xiàn)蕾期、成熟期的晴朗天氣上午采集各地區(qū)試驗(yàn)田中長勢基本一致且無病蟲害的煙株，按“S”型取樣方法，選取30株采集中部煙葉(從下往上數(shù)第10片煙葉)，每個(gè)地區(qū)每個(gè)品種采集3管煙葉，液氮速凍。兩年共計(jì)在攀西煙區(qū)的西昌(XC)、會(huì)理(HL)、冕寧(MN)、仁和(RH)、米易(MY)，川南煙區(qū)的古藺(GL)，川北煙區(qū)的劍閣(JG)7個(gè)不同取樣點(diǎn)采集樣品252份，帶回實(shí)驗(yàn)室分裝后凍存于-80℃冰箱用于酶活性及基因表達(dá)水平測定。

1.3 蔗糖轉(zhuǎn)化酶的提取和測定

參照Nielsen等的方法稍作改進(jìn)。中性轉(zhuǎn)化酶：取0.2mL酶提液(透析過的)加入0.8mL的反應(yīng)液[0.1mol/L蔗糖，0.1mol/L磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液(pH7.5)]在37℃熱浴0.5h后，加1mL蒸餾水，1.5mL3,5-二硝基水楊酸，沸水浴5min以終止反應(yīng)。用3,5-二硝基水楊酸法測定還原糖含量。還原糖產(chǎn)生速率，表示轉(zhuǎn)化酶的活性。

可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶：取0.2mL酶提液(透析過的)加入0.8mL的反應(yīng)液[0.1mol/L蔗糖，0.1mol/L磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液(pH4.5)]在37℃熱浴0.5h后，加1mL蒸餾水，加1.5mL3,5-二硝基水楊酸，沸水浴5min以終止反應(yīng)。其余操作同上。

1.4 蔗糖合成酶的提取和測定

參照Nielsen等的方法稍作改進(jìn)。取0.2mL酶提液(透析過的)加入0.8mL的反應(yīng)液[5%蔗糖，0.1mol/L磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液(pH6)，0.1mol/LUDP]在37℃孵浴0.5h后，加1mL蒸餾水，加1.5mL3,5-二硝基水楊酸，沸水浴5min以終止反應(yīng)。其余操作同蔗糖轉(zhuǎn)化酶。

1.5 Real-Time PCR檢測

煙草蔗糖代謝相關(guān)酶關(guān)鍵基因序列通過NCBI、EMBL、DDBJ查閱，利用軟件Primer 5.0通過相關(guān)序列設(shè)計(jì)特定引物，并檢測特異性。

總RNA的提取根據(jù)北京天恩澤基因科技有限公司生產(chǎn)的Trizol伴侶試劑盒的說明書步驟提取RNA。

將提取到的煙草總RNA進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。以純化后的RNA為模板，根據(jù)Takara反轉(zhuǎn)錄試劑盒進(jìn)行，反應(yīng)體系總體積為20ul。

以檢測合格的cDNA產(chǎn)物為模板，以10倍比例倍比稀釋原液，制作目的標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用雙標(biāo)準(zhǔn)曲線法對樣品中的基因的表達(dá)量進(jìn)行Real-Time PCR檢測，每個(gè)待測樣品設(shè)置3次重復(fù)，選用18S作為內(nèi)參基因。

1.6 數(shù)據(jù)分析

酶活性數(shù)據(jù)圖、基因表達(dá)量數(shù)據(jù)圖使用Excel分析，相關(guān)酶活性多重比較使用SPSS軟件進(jìn)行。

表1 引物設(shè)計(jì)結(jié)果

2 結(jié)果與分析

2.1 引物設(shè)計(jì)結(jié)果

2.2 不同地區(qū)烤煙蔗糖分解酶活性動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其差異

2.2.1 酸性轉(zhuǎn)化酶 由圖1及表2可知，不同生態(tài)條件酶活性變現(xiàn)趨勢不一，紅花大金元方面瀘州以及廣元旺長期酶活性最高，到現(xiàn)蕾期時(shí)活性迅速下降，之后也維持在相對較低的活性水平。攀西煙區(qū)則呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。云煙87酶活性變化規(guī)律與紅花大金元相似，瀘州及廣元在酶活性逐漸下降。而攀西煙區(qū)轉(zhuǎn)化酶活性迅速上升，現(xiàn)蕾期時(shí)達(dá)到峰值，打頂略后有下降，其中會(huì)理和米易酶活性較高。

圖1 酸性轉(zhuǎn)化酶活性變化圖

圖2 蔗糖合成酶活性變化圖

表2 各地區(qū)酸性轉(zhuǎn)化酶酶活性多重比較表(LSD)

表3 各地區(qū)蔗糖合成酶酶活性多重比較表(LSD)

2.2.2 蔗糖合成酶 各煙區(qū)紅花大金元蔗糖合成酶變化趨勢一致，都呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，劍閣和古藺在各個(gè)時(shí)期蔗糖合成酶活性均較高，仁和和米易蔗糖合成酶活性較低。各地云煙87酶活性也都呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，旺長期及現(xiàn)蕾期時(shí)酶活性處于較低的狀態(tài)，打頂后成熟期時(shí)各地烤煙酶活性迅速上升達(dá)到峰值。

2.2.3 中性轉(zhuǎn)化酶 由圖3和表4比較可知，紅花大金元中性轉(zhuǎn)化酶旺長期時(shí)冕寧、會(huì)理、古藺、劍閣活性較高，現(xiàn)蕾期則以冕寧、仁和酶活性較高，到成熟期時(shí)各地酶活性基本達(dá)到峰值，以廣元、古藺、仁和最高。云煙87旺長期時(shí)，冕寧、劍閣酶活性高，現(xiàn)蕾期時(shí)各地酶活均有上升但幅度不大，此時(shí)冕寧、仁和酶活性高，成熟期各地酶活性表現(xiàn)最為活躍，仁和、劍閣表現(xiàn)最佳。

圖3 中性轉(zhuǎn)化酶活性變化

表4 各地區(qū)中性酶活性多重比較表(LSD)

2.3 不同地區(qū)烤煙蔗糖分解酶調(diào)控基因表達(dá)量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其差異

2.3.1 酸性轉(zhuǎn)化酶基因V-inv表達(dá)變化圖 結(jié)合2013、2014兩年數(shù)據(jù)可以得出各煙區(qū)紅花大金元液泡蔗糖轉(zhuǎn)化酶基因均有表達(dá)且表量較高，除劍閣和古藺外，其余煙區(qū)基因表達(dá)量均在打頂前達(dá)到最高，打頂后進(jìn)入成熟期后表達(dá)量迅速回落，而劍閣與古藺基因表達(dá)量在旺長期時(shí)達(dá)到峰值，隨后迅速下降。各地液泡轉(zhuǎn)化酶基因表達(dá)量變化趨勢與酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶酶活性變化趨勢相似，可以推測液泡轉(zhuǎn)化酶基因在紅大酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶中起主要調(diào)控作用。云煙87方面各地酶活性表現(xiàn)趨勢同紅大相似。

圖4 酸性轉(zhuǎn)化酶基因V-inv表達(dá)變化

圖5酸性轉(zhuǎn)化酶基因C-inv表達(dá)變化

2.3.2 酸性轉(zhuǎn)化酶基因C-inv表達(dá)變化圖 通過柱形圖，可以看出，2013年、2014年兩年間各地紅花大金元和云煙87基因表量相差不大且變化趨勢一致，成熟期時(shí)基因表達(dá)量相對旺長期和現(xiàn)蕾期較高，但是相比于各自V-inv表量較低。C-inv變化趨勢與蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性變化趨勢并不相同，與V-inv基因表達(dá)量趨勢也不相同。

2.3.3蔗糖合成酶基因Sus表達(dá)變化圖 通過柱形圖6可知，各煙區(qū)紅花大金元蔗糖合成酶基因旺長期和現(xiàn)蕾期表量較低，打頂進(jìn)入成熟期sus基因在此時(shí)表達(dá)量迅速上升，表達(dá)量幾乎是旺長期和現(xiàn)蕾期表達(dá)量的兩倍，這與紅花大金元蔗糖合成酶活性表現(xiàn)趨勢相同。四川各煙區(qū)云煙87蔗糖合成酶調(diào)控基因變化趨勢同紅大相似，這與云煙87蔗糖合成酶基因變化相似。2013年和2014年基因表達(dá)量變化相同。

圖6 蔗糖合成酶基因表達(dá)變化

2.3.4 中性轉(zhuǎn)化酶基因N-inv表達(dá)變化圖 紅花大金元中性轉(zhuǎn)化酶調(diào)控基因N-inv變化規(guī)律同酶活性變化趨勢相似，烤煙生長前期酶基因表達(dá)量較低，隨后逐漸上升，進(jìn)入成熟期后酶表達(dá)量上升明顯，酶活性指數(shù)也達(dá)到峰值。通過柱形圖7可知，云煙87中性轉(zhuǎn)化酶基因變化規(guī)律同紅大相同，基因表達(dá)量呈現(xiàn)出上升的趨勢，在成熟期時(shí)基因表達(dá)量最高。2013年、2014年兩年間基因變化規(guī)律相同。

圖7 中性轉(zhuǎn)化酶基因表達(dá)變化

2.4 四川不同煙區(qū)相關(guān)分解酶活性變化規(guī)律及其差異

川南煙區(qū)和川北煙區(qū)酸性酶活性在旺長期時(shí)最高，隨后酶活性下降，而攀西煙區(qū)在現(xiàn)蕾期和成熟期時(shí)酶活性最高，且與川南煙區(qū)川北煙區(qū)酶活性差異達(dá)到顯著。

表5 各煙區(qū)酸性轉(zhuǎn)化酶酶活性多重比較表(LSD)

表6 各煙區(qū)中性轉(zhuǎn)化酶酶活性多重比較表(LSD)

由表6可知，川北煙區(qū)中性轉(zhuǎn)化酶在各個(gè)時(shí)期酶活性均較高，與攀西、川南煙區(qū)差異顯著。各煙區(qū)中性轉(zhuǎn)化酶均呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。

表7 各煙區(qū)蔗糖合成酶酶活性多重比較表(LSD)

川北煙區(qū)蔗糖合成酶在旺長期、現(xiàn)蕾期、成熟期活性均較高，川南煙區(qū)蔗糖合成酶活性在成熟期時(shí)也達(dá)到較高水平，而攀西煙區(qū)酶活性相對較低，與川北、川南煙區(qū)差異顯著。

3 結(jié)論與討論

3.1 四川不同煙區(qū)碳代謝分解酶類動(dòng)態(tài)變化特征及其差異

蔗糖轉(zhuǎn)化酶是烤煙碳代謝的關(guān)鍵酶之一，在許多植物中被認(rèn)為是碳代謝強(qiáng)度的標(biāo)志。蔗糖轉(zhuǎn)化酶能夠?qū)⒄崽谴呋纸獬善咸烟呛凸?，對植物的生長發(fā)育、形態(tài)建成、抗逆性等都具有重要作用。蔗糖轉(zhuǎn)化酶分為酸性轉(zhuǎn)化酶和中性轉(zhuǎn)化酶，在烤煙生長過程中，酸性轉(zhuǎn)化酶的活性遠(yuǎn)高于中性轉(zhuǎn)化酶。四川各地酸性轉(zhuǎn)化酶活性較高，且品種間變化一致，從旺長期到現(xiàn)蕾期時(shí)酶活性不斷上升，這段時(shí)間中煙葉內(nèi)代謝旺盛，組織生長加快，煙葉增長增厚，此時(shí)與組織快速生長有關(guān)的酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性較高。成熟期后，煙葉細(xì)胞代謝雖然依舊旺盛，但生長速率不及旺長期，更多的是烤煙中化學(xué)成分之間的相互轉(zhuǎn)化，酸性轉(zhuǎn)化酶活性下降。中性轉(zhuǎn)化酶相比酸性轉(zhuǎn)化酶活性較弱，烤煙生長前期酶活性較低，進(jìn)入成熟期后各地中性轉(zhuǎn)化酶活性逐漸上升，同蔗糖合成酶變化趨勢相似。

蔗糖合成酶既能合成蔗糖又能分解蔗糖，但通常認(rèn)為SS主要是起分解蔗糖的作用。四川各地烤煙SS動(dòng)態(tài)變化規(guī)律相似，從旺長期到成熟期，SS活性一直上升，到成熟期時(shí)酶活性達(dá)到峰值。SS能夠?qū)⒄崽欠纸鉃閁DPG和果糖，為細(xì)胞壁及淀粉的合成提供底物。旺長期時(shí)，淀粉不斷被分解為煙株的生長發(fā)育提供能量和碳骨架，因此積累量較少，同時(shí)細(xì)胞在不斷分裂，因此蔗糖合成酶活性較低酸性轉(zhuǎn)化酶活性較高，成熟期時(shí)煙葉生長速率放緩，煙葉中的各種化學(xué)成分開始相互轉(zhuǎn)化協(xié)調(diào)，能夠調(diào)控?zé)熑~中蔗糖水平從而影響烤煙化學(xué)成分相互轉(zhuǎn)化的蔗糖合成酶活性上升，達(dá)到峰值，此時(shí)酸性轉(zhuǎn)化酶活性下降，中性轉(zhuǎn)化酶活性上升。從蔗糖分解酶活性變化趨勢分析可推測，烤煙在生長前期主要受蔗糖轉(zhuǎn)化酶中的酸性轉(zhuǎn)化酶影響，后期蔗糖合成酶影響較大。

各煙區(qū)相比較，川南煙區(qū)以及川北煙區(qū)酸性轉(zhuǎn)化酶旺長期時(shí)酶活性達(dá)到峰值，而攀西地區(qū)酸性轉(zhuǎn)化酶在現(xiàn)蕾期時(shí)活性最高。各煙區(qū)中性轉(zhuǎn)化酶活性較低，各地差異較小。三煙區(qū)蔗糖合成酶活性均出現(xiàn)逐漸升高的趨勢。其中酸性轉(zhuǎn)化酶、蔗糖合成酶攀西煙區(qū)與川南、川北煙區(qū)差異較大，可能是各煙區(qū)煙葉香型不同的因素。

3.2 四川不同生態(tài)區(qū)碳代謝分解酶類基因時(shí)空表達(dá)規(guī)律及其差異

依據(jù)亞細(xì)胞定位，酸性轉(zhuǎn)化酶可分為細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶和液泡轉(zhuǎn)化酶，前者屬于不可溶性轉(zhuǎn)化酶，后者屬于可溶性轉(zhuǎn)化酶。Schaffer等認(rèn)為，液泡轉(zhuǎn)化酶在細(xì)胞增大過程中起到主要作用。Tang等認(rèn)為細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶的主要作用在于調(diào)節(jié)細(xì)胞壁內(nèi)外蔗糖濃度梯度[13]。在烤煙中，液泡轉(zhuǎn)化酶調(diào)控基因在現(xiàn)蕾期表達(dá)量最高，從旺長期到現(xiàn)蕾期是煙葉組織內(nèi)能量代謝最為旺盛、生長發(fā)育最為快速的時(shí)期，細(xì)胞不斷增大，煙葉不斷增厚，此時(shí)酸性轉(zhuǎn)化酶活性較高，而細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶基因、中性轉(zhuǎn)化酶基因表量較低?，F(xiàn)蕾期到成熟期，烤煙繼續(xù)生長但生長速率放緩更多的是因?yàn)榭緹焹?nèi)部化學(xué)成分的協(xié)調(diào)平衡，液泡轉(zhuǎn)化酶活性迅速降低，而細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶基因與中性轉(zhuǎn)化酶調(diào)控基因表量上升。通過對比可知，液泡轉(zhuǎn)化酶調(diào)控基因表達(dá)量變化趨勢與酸性轉(zhuǎn)化酶活性的變化趨勢基本一致。旺長期到現(xiàn)蕾期時(shí)細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶活性調(diào)控基因和中性轉(zhuǎn)化酶基因相對于液泡轉(zhuǎn)化酶基因表達(dá)量較低，推測這段時(shí)間，液泡轉(zhuǎn)化酶基因起主要調(diào)控作用，從現(xiàn)蕾期到打頂成熟期，細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶基因和中性轉(zhuǎn)化酶基因起主要的調(diào)控作用。

各地烤煙蔗糖合成酶基因旺長期、現(xiàn)蕾期表量較低，成熟期時(shí)表達(dá)量達(dá)到峰值，這與蔗糖合成酶活性的變化趨勢是一致的，這也與大田生長期間烤煙生長發(fā)育變化過程相似，在移栽初期，蔗糖合成酶活性較低，蔗糖積累量小，生產(chǎn)的蔗糖被蔗糖轉(zhuǎn)化酶迅速降解，蔗糖合成酶的活性較低，因而調(diào)控蔗糖合成酶的基因表達(dá)豐度較低，到成熟期時(shí)，煙葉中積累了相對大量的蔗糖，誘導(dǎo)蔗糖合成酶基因表量的提升，因此蔗糖合成酶活性升高。蔗糖轉(zhuǎn)化酶和蔗糖合成酶在烤煙中存在一定的分工，烤煙生長前期蔗糖轉(zhuǎn)化酶起主要作用，進(jìn)入成熟期后蔗糖合成酶基因表達(dá)量提升，蔗糖合成酶對烤煙的生長發(fā)育影響更大。

綜上，推測蔗糖及淀粉分解酶相關(guān)基因時(shí)空表達(dá)特性分析，①現(xiàn)蕾期表達(dá)活躍型：V-inv。②成熟期表達(dá)活躍型：C-inv，Sus，N-inv，。其中，V-inv以及Sus基因表量相對較高且煙區(qū)之間表達(dá)差異較為明顯，可能是影響各煙區(qū)香型不同的因素之一。

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2017-05-19

煙草資助項(xiàng)目。

唐煌(1989-)，男，碩士。*為通訊作者。