叶面喷施亚麻酸对烟草‘K326’生长和烟叶常规化学成分的影响

孙 慧，刘巧真，王小彦，陈芊伊，石永春

（1河南农业大学生命科学学院，郑州450002；2河南省农业科学院烟草研究所，河南许昌450000；3遵义市烟草公司技术中心，贵州遵义563000）

叶面喷施亚麻酸对烟草‘K326’生长和烟叶常规化学成分的影响

孙 慧1，刘巧真2，王小彦3，陈芊伊1，石永春1

（1河南农业大学生命科学学院，郑州450002；2河南省农业科学院烟草研究所，河南许昌450000；3遵义市烟草公司技术中心，贵州遵义563000）

为分析亚麻酸对烟草生长和烟叶常规化学成分的影响，采用叶面喷施亚麻酸对烟草‘K326’叶片中POD、SOD酶活性的影响进行研究，并对许昌和遵义烟草打顶后的农艺性状和烟叶常规化学成分进行分析。结果显示，10 mmol/L亚麻酸处理提高了‘K326’叶中的SOD酶活性和脯氨酸含量；增加了烟株的株高和有效叶片数，许昌增加了1.91片，遵义增加了2.85片；并使烟叶中的糖碱比更趋于10，内在成分更为协调。

亚麻酸；烟草；SOD；脯氨酸；农艺性状；糖碱比

0 引言

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids，PUFAs)是细胞膜的主要成分，不仅能促进生物膜的流动性[1]，在植物对氧化胁迫的响应过程中，还起到还原剂的作用[2]。亚麻酸(linolenic acid，LA)属ω-3 系列PUFAs，是全顺式9、12、15十八碳三烯酸，主要以甘油酯的形式在植物中存在[3]。在动物中，已有多种研究发现，亚麻酸具有抗肿瘤[4]、调节血糖和血脂[5]、调节血压的功效[6]，并已制备为临床药剂[7]。但在植物中，LA的功能研究才刚刚起步。Yamauchi[8]发现氧化胁迫下，植物中的LA是产生丙二醛并影响蛋白质修饰的重要分子，证明LA在植物的抗氧化过程中起到重要作用。当LA被硝基化后，又可作为信号分子，在干旱、重金属毒害等非生物胁迫下引发植物的防御响应[9]。因此，增加植物中的LA含量有助于增强植物的抗非生物胁迫和抗氧化能力[10]。为研究LA是否能在不同的气候条件下保障烟株生长，并稳定烟叶质量，在河南许昌和贵州遵义进行了喷施试验，以期为亚麻酸在栽培上的应用提供理论和实用参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料和试验设计

1.1.1 供试材料 全国主栽品种‘K326’，种子由国家烟草栽培生理生化研究基地提供。

1.1.2 盆栽试验 在河南农大生化与分子生物学实验室进行。温室常规培养至8叶期。生长期间无胁迫。将LA溶于0.2%的吐温-80溶液中，配成0、5、10、30、50 mmol/L的溶液，均匀喷施于‘K326’叶片上，每株喷施50 mL，每个浓度处理10株，24 h后取材（仅取每株烟苗的第6片叶，自下而上）进行生理分析。

1.1.3 大田试验 在河南许昌河南农大试验田和贵州遵义绥阳县2个典型生态区进行试验。试验地要求土地平整肥力均匀。每个生态区种植面积2 hm2，采用相同的栽培方式。施纯氮量为75 kg/hm2，氮磷钾比例为1:1:3，并结合土壤肥力进行适当调整。栽培过程均严格按优质烤烟进行规范化生产管理。

对照组为常规栽培，处理组为亚麻酸处理，均在烟苗移栽前1周内进行叶面喷施，每次喷施亚麻酸浓度为250 g/hm2（溶于0.2%的吐温-80，相当于10 mmol/L浓度处理），充分淋透，间隔3天后重复喷施，而后常规栽培。

1.2 生理指标分析

过氧化物酶(peroxidase，POD)按照愈创木酚荧光减量的方法检测[11]。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的提取和检测按照溶剂抽提法进行[12]。脯氨酸含量参照张殿忠等[13]的方法测定。

1.3 农艺性状分析

详细监测烟株的田间生长发育情况。打顶后7天测定各处理烟株的农艺性状。每个处理调查50株烟苗，汇总数据后进行统计分析。

1.4 内在质量分析

选取试验点的初烤原烟C3F烟样进行检测。每个处理选取具有代表性的烤后烟样各2 kg，进行外观质量和内在成分分析，包括烟碱、全氮、全钾、总糖和还原糖含量分析。还原糖测定采用苦味酸法，总氮含量测定采用凯氏定氮法，烟碱含量测定采用紫外分光光度法，钾离子含量测定采用火焰光度法，氯离子含量测定采用莫尔法，具体测定方案参照王瑞新等[14-16]的方法进行。

1.5 数据分析

采用SPSS Statistics 19软件进行数据分析，onewayANOVA进行单因素分析。

2 结果与分析

2.1 LA对‘K326’叶片抗氧化指标的影响

为明确LA对烟草的适用浓度，对8叶期烟苗分别喷施0、5、10、30、50 mmol/L的LA，24 h后检测POD、SOD活性和脯氨酸含量。结果显示，随LA处理浓度的增加，POD活性呈现先降低后升高的趋势，SOD活性则持续升高，并具有浓度效应，脯氨酸含量在10 mmol/L时达到最高。可见LA处理可以通过提高SOD酶活性和脯氨酸含量，增强烟叶的抗氧化胁迫能力。根据初步检测结果，选用10 mmol/L LA进行大田喷施处理。

2.2 LA对‘K326’农艺性状的影响

打顶后7天，检测不同地区不同处理烟苗的常规农艺性状，如表1所示。LA处理后的烟株，无论在许昌还是遵义，株高和叶长都略优于对照，且叶片数也高于对照。LA处理后，许昌的‘K326’叶片数增加1.91片，遵义的增加2.85片。与遵义相比，许昌烟区的‘K326’烟苗长得更高，但叶片长宽和叶片数却与遵义相差不大。这可能与许昌烟区海拔低，积温高于遵义有关。

图1 LA处理对‘K326’烟叶中POD、SOD和脯氨酸含量的影响

表1 LA处理对不同生态区‘K326’农艺性状的影响

2.3 LA对‘K326’烟叶常规化学成分的影响

烤烟常规化学成分常作为重要的指标来评价烤烟的品质[17]。从表2可见，LA处理后，许昌和遵义烤烟中总糖和还原糖含量都轻微下降，但烟碱含量在许昌烟叶中显著下降、遵义烟叶中显著上升。导致糖碱比在许昌烟叶中从8.94增为9.61；遵义烟叶中从12.72降为10.65。总氮在许昌的烟叶中降低0.18%，但在遵义的烟叶中升高0.19%；钾含量在许昌的烟叶中升高0.19%，在遵义的烟叶中降低0.1%；氯含量都略有降低，但都不构成显著性差别。

与许昌的试验结果相比，LA处理后，遵义的糖、烟碱、总氮、钾含量和糖碱比的变化更大，都达到显著差别。这种对LA响应的不同应当与2种生态区的气候条件差异有关。

3 结论

本研究首次报道了喷施亚麻酸对烟草叶片生理指标、烟草农艺性状和烤烟内在成分的影响，发现叶面喷施亚麻酸能提高烟叶中SOD酶的活性和脯氨酸的含量，增强烟草的抗逆能力，增加烟株的有效叶片数、株高，并使烟叶中的糖碱比更趋于10，内在成分更为协调。

在许昌和遵义2个不同生态区进行亚麻酸处理，都得到相似的试验结果，证明亚麻酸对烟草的处理效果不受地域和气候的影响。

表2 LA对‘K326’烤烟C3F中常规化学成分的影响

4 讨论

4.1 亚麻酸增加烟草对非生物胁迫的抗性

面对大田栽培过程中多种不可预知的生物或非生物胁迫，增强作物自身抗性才是应对的根本之道[18]。在植物细胞中，SOD和POD是负责清除活性氧的主要酶类[19]，脯氨酸则是重要的渗透调节物质，与植物抗逆功能密切相关[20]。亚麻酸作为植物内源性脂类分子，与膜脂具有极好的亲和性[21]。目前有关亚麻酸对植物抗逆的研究极少。本研究首次将亚麻酸应用于经济作物烟草，喷施后导致叶片中SOD酶活性和脯氨酸含量增加，初步证明LA对提高烟叶的抗逆能力有效，与Mata-Pérez[9]的研究结果相似。但LA引起抗逆的详细分子机理还有待深入研究。

4.2 亚麻酸处理基本不影响烟草生长

化学成分是影响烤烟质量的内在因素[22]。许昌是国内浓香型烟叶的主产区，遵义是兼香型烟叶的主产区[23]。已有研究表明，不同香型烤烟总糖和还原糖含量的整体变化趋势为浓香型＜中间香型＜清香型，而烤烟总碱、烟碱的含量大体趋势表现为清香型＜中间香型＜浓香型[24]。本研究发现，许昌和遵义的烟碱和总糖含量符合前人研究结果；亚麻酸处理后，2个地区烟叶中的糖碱比都趋于10，内在成分更为协调。农艺性状监测的结果显示，LA处理不影响烟草的正常生长，还能提高烟草打顶后的有效叶片数，其中许昌烟草增加1.91片，遵义的增加2.85片。若能进一步分析LA对烤烟烟叶中致香成分的影响，则为LA在烟草栽培中的应用提供更多参考数据。

4.3 亚麻酸在栽培上的应用展望

安全、无公害是中国烟草发展的方向[25]。亚麻酸是植物自身含有的物质，喷施亚麻酸不仅增强烟草抗逆性，还增加株高和有效叶片数，并使内在成分更为协调，其应用符合烟草发展的大方向。如能更深入广泛地研究亚麻酸在植物抗逆方面的作用机理和施用方式，必能为亚麻酸在烟草栽培上的应用提供更多的理论和实际参考。

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Effects of Spraying Linolenic Acid on Growth and General Chemical Components of Tobacco‘K326’

Sun Hui1,Liu Qiaozhen2,Wang Xiaoyan3,Chen Qianyi1,Shi Yongchun1
(1Life Science College,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,Henan,China;2Institute of Tobacco Research,Henan Academy of Agricultural Sciences,Xuchang 450000,Henan,China;3Technology Center,Zunyi Tobacco Corporation,Zunyi 563000,Guizhou,China)

To determine the effects of linolenic acid(LA)on growth and general chemical components of tobacco‘K326’,the activities of POD and SOD in leaves,agronomic traits and general chemical components of tobacco treated with LA in Xuchang and Zunyi were analyzed.Results showed that,SOD activities and proline contents were raised in tobacco leaves after 10 mmol/L LA treatment.Plant height and leaf number were also increased.Leaf number was increased by 1.91 in Xuchang and by 2.85 in Zunyi,respectively.The sugar alkali ratio tended to be 10,thus to harmonize the inner chemical components.

Linolenic Acid;Tobacco;SOD;Proline;Agronomic Traits;Sugar Alkali Ratio

S572

A论文编号：cjas17030006

河南省烟草公司项目“质膜保护剂对烟草花叶病抗性的影响及应用技术研究”(HYKJ201409)；遵义市烟草公司项目“烟叶抗病剂对烟草普通花叶病抗性影响研究与应用”(201506)。

孙慧，河南南阳人，硕士研究生，主要从事烟草逆境生理研究。Tel：0371-63555790，E-mail：sunhui@qq.com。

石永春，女，1978年出生，河南平顶山人，副教授，博士，主要从事烟草逆境生理研究。通信地址：450002河南郑州金水区文化路95号河南农业大学生命科学学院，Tel：0371-63579676，E-mail：shiyongchun369@126.com。

2017-03-02，

2017-04-20。