硫素营养烤烟叶片石油醚提取物合成

崔保伟，刘全永，陆引罡

(1.商丘职业技术学院，河南 商丘 472000;2.贵州大学农学院，贵州 贵阳 550025)

烟叶石油醚提取物是用石油醚作溶剂，对烟叶样品进行萃取所得到的油脂、脂肪酸、挥发油、蜡质、类脂物、色素等混合物。石油醚，提高烟叶石油醚提取物的含量一直是烟草育种和栽培研究焦点［4］。过去对与石油醚提取物含量相关的［5］。因此，本试验以石油醚提取物成分中脂肪酸为例，研究其脂肪酸的合成与石油醚提取物含量的关系。硫是磷酸甘油醛脱氢酶、脂肪酶、苹果酸脱氢酶等许多酶的组成成分［1］;［2，3］。］等研究表明，6- 磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶等酶活性与脂肪酸的合成有很大的相关性。本文参考前人的，研究硫素营养与脂肪酸的合成及其烟叶石油醚提取物含量的关系。旨在为合理施肥，提高烤烟品质提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种:烤烟主要推广品种K326。

供试土壤:按中国土壤分类标准为黄壤土类黄泥土，土壤肥力状况为:有机质3.8 g/kg，全氮1.19 g/kg，碱解氮 97.89 mg/kg，速效磷 13.2 mg/kg，速效钾117.2 mg/kg，pH值6.47。

供试肥料:烟草专用基肥N∶P∶K=10∶10∶26;专用追肥 N∶P∶K=13∶0∶26。硫肥选用生石膏(CaSO4·2H2O，含硫18.6%)。

1.2 试验方法

试验在贵州大学农业科技园进行。试验设S0、S1、S2、S3、S4 4 个施硫水平，即每公顷分别施纯S 量为 0、45、90、135、180 kg。每个处理 5 次重复，随机区组排列，小区面积为9 m×6 m=54 m2，行株距为1.0 m ×0.60 m。每个小区分成2部分，一部用于石油醚提取物合成前体物酶活性测定，分别在烤烟团棵期、旺长期、现蕾期、成熟期取样分析6-磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶、磷脂酸磷酸酶(PAP)活性及石油醚提取物含量，另一部分等烤烟成熟后分上、中、下三部位烘干分别测定石油醚提取物含量。试验5月10日移栽，移栽前施用烟草专用基肥800 kg/hm2，移栽后20 d施用专用追肥400 kg/hm2，硫肥在移栽时一次性施用，所用肥料比例为 N∶P2O5∶K2O=1∶0.7∶2.4。其余管理同常规大田生产。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 石油醚提取物含量的测定 称取2 g粉碎的烟叶样品装入滤纸筒内，放入索氏提取器的提取管内。洗净索氏提取瓶，在105℃烘箱内烘干至恒重，记录重量(A，g)。将石油醚加到提取瓶内约为瓶容积的1/2～2/3，将样品包放入提取管内。把提取器各部分连接后，接口处不能漏气。用70～80℃恒温水浴加热提取瓶，使抽提进行10 h左右，直至抽提管内的石油醚用滤纸检验无油迹为止。取下提取瓶，洗净瓶的外壁，放入105℃烘箱中烘干、恒重，记录重量(B，g)。

w(石油醚提取物)=(B-A)/样品重量(g)×100%

1.3.2 酶活力的测定 (1)6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性的测定参照西北农业大学的方法［8］测定(2)异柠檬酸裂解酶活力的测定参照Syrett等人的方法［9］。(3)磷脂酸磷酸酶(PAP)参照西北农业大学的方法［8］测定。

2 结果与分析

2.1 硫素营养烟叶石油醚提取物合成前体物合成酶

2.1.1 硫素营养对烤烟不同生育时期6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性的影响 从烤烟的不同生育时期各施硫处理6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性变化(表1)可知，随着烤烟生长发育的进程，6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性呈现先增加后降低的趋势，至现蕾期达到最强，进入成熟期，其活性又逐渐降低。团棵期与成熟期各施硫处理6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性差异不明显，旺长期与现蕾期各处理间均到达显著差异，各生育时期均以S3处理(135 kg/kg/hm2)的6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性均最强。

表1 硫素营养对烤烟不同生育时期6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性的影响Tab.1 Effect of sulfur nutrition on 6-phosphogluconate dehydrogenase at different developmental stages of flue-cured tobacco

2.1.2 硫素营养对烤烟不同生育时期异柠檬酸裂解酶活性的影响 异柠檬酸裂解酶是乙醛酸循环中的一个关键酶，前人研究认为乙醛酸循环的增强对三羧酸循环有抑制作用，引起有机酸的积累，从而促进脂肪酸的迅速合成［10］。通过对烤烟不同生育时期各施硫处理的异柠檬酸裂解酶活性的测定，结果见图2。团棵期至现蕾期，异柠檬酸裂解酶的活性随着烤烟生长发育的进程逐渐增强，进入成熟期，该酶活性下降。不同生育时期下异柠檬酸裂解酶活性均以S3处理(135 kg/kg/hm2)最强，成熟期的S2与S3差异不明显，其他时期各处理均达到显著差异。

表2 硫素营养对烤烟不同生育时期异柠檬酸裂解酶活性的影响Tab.2 Effect of sulfur nutrition on isocitrate lyase at different developmental stages of flue-cured tobacco

2.1.3 硫素营养对烤烟不同生育时期磷脂酸磷酸酶(PAP)活性的影响

表3 硫素营养对烤烟不同生育时期磷脂酸磷酸酶(PAP)活性的影响Tab.3 Effect of sulfur nutrition on phosphatidate phosphatase at different developmental stages of flue-cured tobacco

不同施硫处理磷脂酸磷酸酶(PAP)活性的变化，从表3可以看出，该酶活性随着烤烟生育时期的推进逐渐增强，旺长期至现蕾期增幅最大，现蕾期活性达到最强。之后其活性又逐渐降低。在烤烟的不同生育时期，磷脂酸磷酸酶(PAP)活性均以S3处理(135 kg/kg/hm2)最强，旺长期与成熟期各施硫处理差异不显著。

2.2 硫素营养对烟叶石油醚提取物含量的影响

烟叶中石油醚提取物含量与品质、香气具有重要关系。石油醚提取物含量多的烟叶，其油分多，身份适中，色度强，颜色多为橘黄。其外观质量和内在质量都比较高。因此分析烟叶石油醚提取物含量对研究烟叶的品质，提高烟叶的利用潜能都具有重要作用。

由表4可知，在烤烟的不同生育时期，随着施硫量的增加，石油醚提取物含量均呈现先增加后降低的趋势，各时期均以S3处理石油醚提取物含量最高。团棵期和成熟期的各处理达到极显著差异，旺长期和现蕾期的S3与S4差异不显著，其它处理都达到了显著差异。

由表5可知，烤烟烘烤后各部位叶石油醚提取物含量存在显著差异，不同部位叶片表现为中部叶＞上部叶＞下部叶。就同一部位叶分析，中部叶的S3与S4差异不显著，与其它处理都达到了极显著差异;上部叶各处理差异不明显;下部叶各处理均达到显著差异。说明施硫为135 kg/kg/hm2时最有利于石油醚提取物的形成。

表4 不同处理对烤烟不同生育时期石油醚提取物含量的影响Tab.4 Effect of different treatment on petroleum ether extracts in flue-cured tobacco leaves at different developmental stage

表5 不同处理对烤烟烘烤后各部叶石油醚提取物含量的影响Tab.5 Effect of different treatment on petroleum ether extracts in different part of flue-cured tobacco leaves

3 小结与讨论

烟叶石油醚提取物含量常作为衡量烟叶品质与香气的重要指标，在烟叶成熟、调制和燃吸过程中，经过一系列的分解、转化成致香物质，产生香气。而石油醚提取物含量与6-磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶、磷脂酸磷酸酶(PAP)的活性具有重要关系。试验结果表明，6-磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶、磷脂酸磷酸酶(PAP)的活性增强，脂肪酸合成旺盛，石油醚提取物含量增加。原因是6-磷酸葡萄糖脱氢酶作为磷酸戊糖途径中重要的限速酶，其活性的增强能显著促进磷酸戊糖循环加速提供更多的NADPH，为脂肪酸的合成提供更多的能量，从而提高石油醚提取物的含量;异柠檬酸裂解酶是乙醛酸循环中的一个关键酶，其活性增强能显著促进乙醛酸循环，而乙醛酸循环对三羧酸循环有抑制作用，引起有机酸的积累，从而促进脂肪酸的迅速合成［10］，磷脂酸磷酸酶(PAP)是三酰甘油脂肪酸循环中的重要酶，是一类重要的去磷酸酶，该酶的生理功能是催化磷脂酸形成二酰甘油，而二酰甘油是三酰甘油合成的前体，因此，PAP的活性直接影响了三酰甘油的合成速率［11］。

另外，硫是许多酶的组成成分，比如磷酸甘油醛脱氢酶、脂肪酶等，硫素营养对于脂肪酸合成过程中的各种酶的活性均有一定的调节作用。本试验结果还发现，增施适量的硫肥对于提高6-磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶、磷脂酸磷酸酶(PAP)的活性均有一定的促进作用，酶活性越强，脂肪酸合成越旺盛，石油醚提取物含量就越高，施硫为135 kg/kg/hm2时最有利于石油醚提取物的合成。而对于烟叶石油醚提取物合成过程中其他酶的活性还有待进一步研究。

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