作物柱头外露性状研究进展

柱头外露作为一个能提高作物杂交制种产量的重要性状,被广泛应用于杂种优势利用育种中。柱头外露性状多数是数量性状,遗传规律因作物种类和基因型的不同表现出多样性,是近年来作物领域的研究热点。深入解析作物柱头外露的遗传控制机制和调控机理,对于提高作物杂种优势利用效率具有重要意义。本文从柱头外露性状的经典遗传学解析、相关基因的克隆与分析、育种利用及研究存在的问题与展望等几个方面,综述了作物柱头外露性状的研究进展。     

烤烟叶片衰老期氨气挥发特征及其生理调控研究

以烤烟品种K326为试验材料,利用氨气收集装置测定烟叶的氨气挥发量,并利用谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂(Glufosinate)处理叶片和质外体提取等方法,研究了叶片氨气挥发及其与氮代谢相关生理指标的关系。结果表明:(1)随着叶片的衰老,氨气挥发量在叶龄70d时最大(10.96μg.m-2.h-1),与衰老初期(叶龄40d)相比增加了2.15倍;质外体NH4+浓度和pH、氨气补偿点逐渐上升,GS和硝酸还原酶(NR)活性下降,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性升高,可溶性蛋白和总氮降解,叶片NH4+浓度升高。(2)GS抑制剂处理后,叶片组织NH4+浓度和氨气补偿点升高,氨气挥发量增大,与对照相比差异显著。(3)氨气挥发量与质外体NH4+浓度、质外体pH和氨气补偿点呈极显著或显著正相关,与GS活性呈显著负相关,与GDH活性呈显著正相关,与叶片组织NH4+浓度等其他指标相关性不显著。研究认为,烤烟叶片衰老期间氨挥发量大幅上升,挥发量的大小受气孔氨气补偿点、GS和GDH活性的直接调控,以及其他氮素代谢相关指标的间接调控,其中GS起主导作用。     

烤烟生育期间主要非挥发性有机酸含量及相关酶活性变化特征

以12个烤烟品种为材料,通过测定烤烟中部叶有机酸总量、苹果酸含量、柠檬酸含量、代谢相关酶活性的动态变化以及烤后烟碱含量和感官质量,探讨烤烟生长过程中叶片主要非挥发性有机酸含量及代谢相关酶活性变化规律。结果表明:(1)随着烟株的生长发育,烤烟中部叶有机酸总量呈先升高后降低趋势,于叶龄50~60d时达到最高值;烤烟品种间中部叶有机酸总量在各叶龄时期存在极显著差异,而在调制前后变化不大。(2)苹果酸含量呈"逐渐升高"趋势;柠檬酸含量呈缓慢"增-减"的趋势;苹果酸含量与苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)活性之间极显著负相关;柠檬酸含量与柠檬酸合成酶(CS)活性之间极显著正相关,而与异柠檬酸脱氢酶(NAD-IDH)活性相关性不大。(3)当有机酸总量大于32%,同时烟碱含量介于1.5%~2.6%时,"酸碱比"较高的烟叶感官质量较好。研究认为,烤烟叶片苹果酸和柠檬酸的积累受其代谢相关酶活性变化的调控,"酸碱比"影响烤烟烟气的醇和度,可通过调控NAD-MDH和CS活性来调节苹果酸和柠檬酸的含量,协调"酸碱比",提高烟叶质量。     

烟叶采收成熟度对烘烤过程中酶促棕色化反应相关指标的影响

以烤烟新品种‘豫烟11号’为试验材料,研究未熟、成熟和过熟烟叶在常规三段式烘烤过程中水分含量、多酚氧化酶(PPO)活性和多酚类物质含量的变化特征,以及指标间的关系,以明确烟叶采收成熟度对酶促棕色化反应的影响及各指标之间的内在联系。结果表明:(1)在烘烤过程中,3个成熟度烟叶的水分含量逐渐降低;其PPO活性先缓慢下降,再快速上升,最后急剧下降;而总酚与绿原酸含量先缓慢上升,再缓慢下降,最后快速上升。未熟和过熟烟叶的芸香苷含量变化与总酚类似,成熟烟叶芸香苷含量呈现缓慢‘降-升-降-升’趋势;3个成熟度烟叶莨菪亭含量变化总体呈波动上升趋势。(2)在酶促棕色化反应敏感期(烘烤48~66h),水分含量和PPO活性以未熟烟叶最高,成熟烟叶居中,过熟烟叶最低,总酚和绿原酸含量以成熟烟叶最高,过熟烟叶略低,而未熟烟叶最低;3个成熟度烟叶芸香苷和莨菪亭含量差异没有明显规律性。(3)在棕色化反应敏感期,不同成熟度烟叶PPO活性变化与多酚类物质积累速度均呈负相关关系,未熟与成熟烟烟叶分别达到了极显著和显著水平,而与过熟烟叶没有达到显著水平,未熟、成熟烟叶因过高的PPO活性明显降低了多酚类物质积累速度,而过熟烟叶因较低的PPO活性对多酚类物质的积累速度影响较小。研究认为,适当提高烟叶田间采收成熟度,能够有效地提高烘烤过程中烟叶的失水速率,降低PPO活性,有利于防止烟叶发生褐变,提高烤后烟叶的外观和内在品质。