不同氮素来源对烤烟上部叶碳氮代谢及其基因表达的影响

黄化刚　申燕　吴飞跃　杨振智　刘世碧　喻奇伟　贾宏防

摘要：[目的]研究不同氮素来源（有机氮肥和无机氮肥）对烤烟上部烟叶碳氮代谢及关键基因表达的影响，为进一步调控肥料施用、提高烟叶品质提供理论依据。[方法]在保证用氮量一致的基础上，设无机氮肥和有机氮肥两个处理，烟苗移栽后60、70、80～190 d各采样1次，观察不同处理的细胞超微结构，测定烟叶的总糖、总氮和烟碱含量，并对比分析影响碳氮代谢的关键基因表达。[结果]随着移栽时间的延长，有机氮肥处理上部烟叶细胞中的淀粉颗粒增多，嗜锇颗粒含量增加且体积增大。两种氮肥处理成熟期上部烟叶总糖含量均呈先降低再升高的变化趋势，其中有机氮肥处理上部烟叶的总糖含量相对较高；两处理上部烟叶总氮含量随着生育期的延长呈下降趋势，有机氮肥处理在成熟前期显著低于无机氮肥处理（P<0.05，下同），但移栽后90 d二者趋于一致；两处理上部烟叶烟碱含量在成熟期呈上升趋势，有机氮肥处理的烟碱含量除移栽后80 d显著较低外，其他取样时期均高于无机氮肥处理。碳代谢途径关键基因表达分析结果显示，蔗糖合成酶基因（SuSI）、淀粉合成酶基因（SSI）、颗粒结合型淀粉合成酶基因（GBSSI）、支链淀粉合成酶基因（SBEI）和α-淀粉酶基因（AMML）在成熟后期（移栽后90 d）高表达是导致上部烟叶总糖积累较多的主要原因。氮代谢途径关键基因表达分析结果显示，硝酸盐转运蛋白基因（NRTI）和鸟氨酸脱羧酶基因（ODC）在有机氮源条件下高表达是导致上部烟叶烟碱含量显著升高的主要原因。[结论]施用有机氮肥有利于成熟期上部烟叶碳氮代谢途径关键基因的表达，从而促进上部烟叶总糖和烟碱含量增加，同时降低总氮含量。

关键词：烤烟；有机氮肥；无机氮肥；上部叶；碳氮代谢；基因表达

中图分类号：S572 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）03-0462-07

0引言

[研究意义]碳氮代谢是烟草的最基本代谢之一（黄树永和陈良存，2005）。碳氮代谢易受土壤、肥料等因素影响（刘卫群等，1998；母少东等，2014），尤其受植烟土壤中的氮素影响显著（李春俭等，2007）。植烟土壤中的氮素主要以无机硝态和铵态氮被植物根系细胞膜上的氮转运蛋白利用，即不同氮素来源与烤烟碳氮代谢的协调程度关系密切（张新要等，2005），而碳氮代谢协调程度及动态变化又决定着烟葉化学成分比例，与烟叶品质关系紧密。……