不同基因型煙草葉片成熟過程中質(zhì)體色素降解及相關(guān)酶活性變化
發(fā)布時(shí)間:2019-08-23 來源: 散文精選 點(diǎn)擊:
摘要:以不同煙草品種(系)云煙87、中煙100、豫煙10號、豫煙11號和8306中部葉片為材料,分析了煙葉成熟過程中質(zhì)體色素降解和相關(guān)酶活性變化及其與烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量的關(guān)系。結(jié)果表明,在成熟過程中煙葉的質(zhì)體色素含量呈下降趨勢,葉綠素的降解量總體大于類胡蘿卜素,且葉綠素a的降解量顯著高于葉綠素 b。中煙100前期葉綠素合成較多,降解也較為迅速,但成熟后期降解緩慢;豫煙11號成熟期質(zhì)體色素降解量較大,質(zhì)體色素降解產(chǎn)物較高。脂氧合酶活性在煙葉成熟過程中呈現(xiàn)先升后降的趨勢,且與類胡蘿卜素的降解量呈極顯著正相關(guān)。在不同煙草品種(系)間質(zhì)體色素降解量及中性致香物質(zhì)總量均表現(xiàn)為豫煙11號>豫煙10號>8306>中煙100>云煙87,品種間中性致香物質(zhì)形成與質(zhì)體色素的最大積累量無關(guān),與質(zhì)體色素的降解量有關(guān),脂氧合酶活性較高、質(zhì)體色素降解量大的品種(系)中性致香物質(zhì)含量較高。
關(guān)鍵詞:煙草;基因型;質(zhì)體色素;中性致香物質(zhì)
中圖分類號:S572.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1002-1302(2014)03-0065-04
煙草質(zhì)體色素主要包括葉綠素(chlorophyll,Chl)和類胡蘿卜素(carotenoid,Car)[1],主要存在于煙葉細(xì)胞的細(xì)胞器質(zhì)體中,是煙草生長過程中光合作用的重要物質(zhì),對改善煙葉品質(zhì)和提高煙葉工業(yè)可用性具有重要意義[2-3]。質(zhì)體色素是煙葉重要的香氣前體物,其本身不具有香味特征,但通過分解、轉(zhuǎn)化可形成對煙葉香氣品質(zhì)有重要貢獻(xiàn)的香氣成分[4];煙葉質(zhì)體色素的降解產(chǎn)物是所測定的中性致香物質(zhì)中含量最高的,占中性致香物質(zhì)總量的85%~96%[5],其中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的含量占8%~12%,對煙葉香氣質(zhì)量的影響較大[6]。不同基因型煙草質(zhì)體色素的合成與降解量存在較大差異[7]。
前人研究認(rèn)為,脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)既是煙葉類胡蘿卜素降解的關(guān)鍵酶[8],又與煙葉葉綠素降解有關(guān)[9]。煙葉類胡蘿卜素在LOX作用下氧化降解產(chǎn)生β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮、β-紫羅蘭酮等致香物質(zhì)[8],LOX及其過氧化產(chǎn)物的氧化漂白作用使煙草葉綠素降解成新植二烯等致香物質(zhì)[10],但煙葉成熟過程中質(zhì)體色素的降解及脂氧合酶的調(diào)控作用和與烤后煙中性致香物質(zhì)含量的關(guān)系尚不明了。因此,本研究選取5個(gè)不同基因型煙草品種對煙葉成熟過程中質(zhì)體色素含量、脂氧合酶活性變化及烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量進(jìn)行分析,以揭示色素降解與煙葉香氣物質(zhì)含量的關(guān)系,并探討煙葉成熟過程中脂氧合酶與質(zhì)體色素降解的關(guān)系,為揭示濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉形成機(jī)理和提高煙葉香氣物質(zhì)含量提供理論支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)于2012—2013年在河南省許昌市進(jìn)行,以云煙87、中煙100、豫煙10號、豫煙11號和8306(遺傳上穩(wěn)定的品系)5個(gè)煙草品種作為參試材料。試驗(yàn)采用單因子完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),每個(gè)小區(qū)種植面積330 m2,行株距為 120 cm×50 cm。5月2日移栽,按照大田優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)管理方法管理。每個(gè)品種各選取整齊一致的單株,以第11張葉(自下向上數(shù))為試驗(yàn)對象,在葉齡40、50、60、70、80 d(以幼葉長 1 cm、寬0.5 cm時(shí)作為葉齡1 d)取樣測定質(zhì)體色素(葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素)含量和脂氧合酶活性,各項(xiàng)指標(biāo)測定重復(fù)3次。
采用三段式烘烤工藝進(jìn)行調(diào)制,各基因型煙葉在統(tǒng)一的烘烤環(huán)境中烘烤,按 GB 2635—1992《烤煙》進(jìn)行分級,初烤煙樣用于中性致香物質(zhì)含量測定。
1.2 測定項(xiàng)目與方法
采用分光光度計(jì)法測定質(zhì)體色素的含量[11];脂氧合酶(LOX)活性參照文獻(xiàn)[12]的方法測定。
采用內(nèi)標(biāo)法測定煙葉中性致香物質(zhì)香氣成分。中性致香物質(zhì)提取及定性定量分析采用HP5890-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀。GC/MS分析條件如下:HP-5色譜柱(60 m×0.25 mm ×0.25 μm);載氣He,流速0.8 mL/min;近樣口溫度250 ℃;傳輸線溫度280 ℃;離子源溫度177 ℃;升溫程序:50 ℃保持 2 min 后,以2 ℃/min的速度升至120 ℃,5 min后再以 2 ℃/min 的速度升至240 ℃,保持30 min;分流比1 ∶ 15,進(jìn)樣量2 μL;電離能70 eV;質(zhì)量數(shù)范圍50~500 amu;MS譜庫為NIST02;采用內(nèi)標(biāo)法定量。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同基因型煙草葉片葉綠素含量的動(dòng)態(tài)變化
由圖1、圖2可知,不同基因型煙草葉片中葉綠素的含量動(dòng)態(tài)變化趨勢類似。葉綠素含量隨成熟期的推進(jìn)而逐漸下降,但品種(系)間含量存在差異,云煙87葉綠素a含量在葉齡40~60 d變化平穩(wěn),葉齡60~80 d呈直線下降趨勢;豫煙11號、8306和豫煙10號較大幅度下降出現(xiàn)在葉齡50~60 d;葉綠素b在整個(gè)成熟過程中下降幅度小于葉綠素a,變化比較平緩。因此,在煙葉成熟期,葉綠素a和葉綠素b的比值雖大于1,但逐漸減小;同一葉齡不同基因型煙草葉片的葉綠素含量存在明顯差異,中煙100葉齡40 d時(shí)含量最大,而在葉齡 50 d 時(shí)含量偏低,葉齡80 d時(shí)含量仍然最高,表明中煙100前期葉綠素合成較多,其降解也較為迅速,但成熟后期降解緩慢;葉齡80 d時(shí)豫煙10號葉綠素含量最少,僅為 0.172 mg/g;豫煙10號葉綠素降解量最大,為1.904 mg/g,云煙87降解量最小,為0.989 mg/g。
2.2 不同基因型煙草葉片類胡蘿卜素含量的動(dòng)態(tài)變化
由圖3可知,不同基因型煙草葉片在葉齡40 d時(shí)類胡蘿卜素含量均已達(dá)到最大值,隨著成熟期葉齡增加,類胡蘿卜素
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