外源玉米素對(duì)煙葉煙堿、內(nèi)源激素含量及煙堿合成相關(guān)基因表達(dá)的影響

摘要：為探明外源玉米素對(duì)煙葉煙堿含量、內(nèi)源激素含量及煙堿合成相關(guān)基因表達(dá)的影響，本研究以噴施等量清水為對(duì)照，設(shè)置3個(gè)玉米素噴施濃度（1、2、3 mg/L）處理，于煙株打頂當(dāng)天進(jìn)行葉面噴施，處理后5、10、15 d測(cè)定煙株的農(nóng)藝性狀及煙葉煙堿、內(nèi)源激素含量和根尖煙堿合成關(guān)鍵基因的表達(dá)量。結(jié)果表明，與對(duì)照相比，噴施不同濃度的外源玉米素對(duì)煙株農(nóng)藝性狀無(wú)顯著影響；煙葉煙堿含量顯著下降，噴施后5d下降幅度最為明顯，降幅分別達(dá)20.59%、31.76%、28.74%；煙葉玉米素（ZR）、生長(zhǎng)素（LAA）、赤霉素（CA）含量顯著提高，增幅分別為21.63%-41.68%、13.94%-87.49%、10.56%-47.32%，脫落酸（ABA）含量顯著降低，降幅為4.34%-72.70%；煙堿合成關(guān)鍵基因NzPMr、NtODC、NtMPO的表達(dá)量顯著下調(diào)，NtPMT和Nt MPO在噴施后10 d下調(diào)幅度最大，T1、T2、T3處理分別較CK下降26.82%、55.59%、62.88%和31.22%，36.97%、45.75%，NtODC在噴施后5d時(shí)下調(diào)幅度最大，T1、T2、T3分別較CK下降36.30%、77.26%、53.34%。綜上可知，煙株打頂當(dāng)天葉面噴施玉米素對(duì)煙株生長(zhǎng)影響不顯著，對(duì)煙葉內(nèi)源激素水平有顯著影響，從而影響煙堿合成相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而顯著降低煙葉煙堿含量，其中2 mg/L的噴施濃度調(diào)控效果較明顯。本研究可為生產(chǎn)中煙葉煙堿含量調(diào)控提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：烤煙；內(nèi)源激素；煙堿含量；外源玉米素；基因表達(dá)

中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2025）01-0047-07

煙堿（Nicotine）是煙草中特有的生物堿，約占煙草生物堿總含量的90%-95%，也是煙草能夠成為商品的物質(zhì)基礎(chǔ)。煙堿含量低，煙葉勁頭小、吸味平淡；煙堿含量高，煙葉勁頭大且刺激性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生辛辣味，因此，煙堿含量適宜是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)。煙葉生產(chǎn)中，通過(guò)打頂能夠改善煙株體內(nèi)同化物分配，提高煙葉的產(chǎn)量及質(zhì)量，但同時(shí)也打破了煙株體內(nèi)的激素平衡，使得煙株內(nèi)源激素水平和生理代謝過(guò)程受到影響，促進(jìn)了煙堿的合成和煙葉中煙堿含量的提高。煙堿由一個(gè)吡咯烷環(huán)和一個(gè)吡啶環(huán)構(gòu)成，吡咯烷環(huán)的合成主要是通過(guò)腐胺在一系列酶的調(diào)控下進(jìn)行的，在此過(guò)程中，腐胺氮甲基轉(zhuǎn)移酶（PMT）、鳥氨酸脫羧酶（ODC）、氮甲基腐胺氧化酶（MPO）起到關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用，其中PMT是主要限速酶。吡啶環(huán)主要是通過(guò)煙酸合成的，而在此過(guò)程中，喹啉酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（QPT）是煙酸合成的主要限速酶。研究表明，打頂能夠提高根中PMT、ODC、MPO和QPT的活性，從而促進(jìn)煙堿的合成。

玉米素是一種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，屬于細(xì)胞分裂素的一種，能刺激植物細(xì)胞分裂，加速植物新陳代謝和蛋白質(zhì)的合成，促使有機(jī)體迅速增長(zhǎng)，提高植物抗病、抗衰和抗寒能力，使作物早熟豐產(chǎn)。鄒華嬌在對(duì)甘藍(lán)噴施玉米素后，發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)的單株鮮重、株高、葉片數(shù)等指標(biāo)均提高，并且粗纖維素、蛋白質(zhì)和維生素C含量等品質(zhì)指標(biāo)也有一定的提升。表明噴施玉米素在提高甘藍(lán)產(chǎn)量的同時(shí)還有提升品質(zhì)的作用。林永研究發(fā)現(xiàn)，噴施玉米素能加快番茄果實(shí)的膨大速度，同時(shí)對(duì)番茄果實(shí)可滴定酸和維生素C等品質(zhì)指標(biāo)沒(méi)有不良影響，最終使番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)都得到提高。當(dāng)前，對(duì)玉米素的研究多集中于甘藍(lán)、番茄、小麥、藍(lán)莓等作物上，且有關(guān)外源植物激素調(diào)節(jié)烤煙煙堿含量的研究較多，而玉米素調(diào)控?zé)熑~煙堿含量的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道。為此，本研究在煙株打頂當(dāng)天通過(guò)噴施不同濃度玉米素，測(cè)定噴施后不同時(shí)期煙株的農(nóng)藝性狀及煙葉煙堿含量、內(nèi)源激素含量和根尖煙堿合成關(guān)鍵基因的表達(dá)量，探討玉米素對(duì)煙葉煙堿含量的調(diào)控作用，以期為進(jìn)一步解析玉米素對(duì)煙堿的調(diào)控機(jī)制和煙堿調(diào)控技術(shù)開發(fā)提供理論支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試煙草為NC82x畢納一號(hào)的優(yōu)良高世代穩(wěn)定品系，由貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2023年在貴州大學(xué)煙草科研基地進(jìn)行，當(dāng)50%的煙株中心花開放時(shí)統(tǒng)一打頂，單株留葉18片。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置3個(gè)玉米素噴施濃度（1、2、3 mg/L）處理，分別記為T1、T2、T3，重復(fù)3次，于打頂當(dāng)天進(jìn)行葉面噴施，以噴施等量清水為對(duì)照（CK）。4行區(qū)，每行15株，行株距為110 cmx55 cm。