不同光溫條件對(duì)翠碧一號(hào)烤煙碳氮代謝的影響

王月敏，柯玉琴，李文卿*，李春英，鐘月仙，鄭朝元，魏曉玲

(1.福建省煙草專(zhuān)賣(mài)局 煙草科學(xué)研究所，福建 福州 350013；2.福建農(nóng)林大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；3.廣東省汕頭市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東 汕頭 515021；4.福建農(nóng)林大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院/國(guó)際鎂營(yíng)養(yǎng)研究所，福建 福州 350002)

光照和溫度是植物生長(zhǎng)過(guò)程中重要的影響因素。光是光合作用的能量來(lái)源，也是形成葉綠素的必要條件，還調(diào)節(jié)碳同化中許多酶的活性[1]。光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用及生長(zhǎng)代謝起著至關(guān)重要的作用[2]。煙株生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)環(huán)境溫度敏感，溫度不僅改變煙葉生長(zhǎng)發(fā)育及組織形態(tài)，對(duì)物質(zhì)代謝及色素積累也有重要影響[3]。生育期內(nèi)溫度過(guò)高，會(huì)破壞煙葉的葉綠素形成，影響光合作用，導(dǎo)致代謝失調(diào)，對(duì)煙株生長(zhǎng)發(fā)育及煙葉的產(chǎn)品質(zhì)量造成不利影響[4-8]。煙草是喜光作物，充足的日照有利于煙株生長(zhǎng)，但是煙株生長(zhǎng)期內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，葉綠素受到破壞，影響光合作用，煙葉品質(zhì)降低，溫度和光照只有保持一定平衡才能協(xié)調(diào)發(fā)揮作用,日照充足而不強(qiáng)烈對(duì)煙葉生長(zhǎng)更為有利[4,9]。煙株處于高溫和強(qiáng)光環(huán)境條件下時(shí)，首先發(fā)生變化的是其內(nèi)在的生理過(guò)程，其中碳氮代謝酶的活性在適應(yīng)逆境的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著重要作用。不同植物在環(huán)境壓力下，碳氮代謝酶活性呈現(xiàn)不同趨勢(shì)，一般來(lái)說(shuō)，高溫強(qiáng)光下植物體內(nèi)與碳代謝相關(guān)的SS、SPS酶活性升高。NR、GS、GOGAT酶活性與氮代謝息息相關(guān)，NR對(duì)溫度十分敏感，大多數(shù)植物的NR在環(huán)境壓力下活性降低。GS/GOGAT循環(huán)是植物體內(nèi)銨態(tài)氮同化的主要過(guò)程，產(chǎn)生的谷氨酰胺和谷氨酸是植物體內(nèi)很多含氮物質(zhì)的前體，此循環(huán)酶活性在不同環(huán)境因素和品種下呈現(xiàn)不同趨勢(shì)[10-14]。高溫條件容易引起植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解，導(dǎo)致游離氨基酸含量的增加[15]。

福建煙區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，主要種植春煙，隨著生育期的推遲，煙株對(duì)應(yīng)的溫度和光照逐漸增強(qiáng)，到上部葉成熟采收時(shí)往往遇上高溫和強(qiáng)光天氣。高溫和強(qiáng)光會(huì)對(duì)煙葉的成熟產(chǎn)生諸多不利的影響，尤其是在生長(zhǎng)后期，高溫強(qiáng)光的氣候條件容易導(dǎo)致中上部煙葉出現(xiàn)“高溫逼熟”的現(xiàn)象。通過(guò)光強(qiáng)與溫度調(diào)控來(lái)研究煙株光合色素含量、碳氮代謝酶活性及代謝產(chǎn)物含量，不僅可以揭示煙株物質(zhì)生產(chǎn)、分配以及生理代謝過(guò)程，而且可以反映煙株逆境適應(yīng)能力，對(duì)煙葉品質(zhì)形成的機(jī)理進(jìn)行解析，以及對(duì)烤煙生產(chǎn)過(guò)程中如何合理調(diào)節(jié)生育期具有重要的指導(dǎo)意義。目前研究較多的是溫度或光照單一脅迫對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及生理代謝的影響，對(duì)于高溫強(qiáng)光交互脅迫對(duì)成熟期烤煙生理代謝的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同光溫處理，探討了高溫強(qiáng)光對(duì)成熟期煙葉的生理過(guò)程的影響，以期為烤煙的生產(chǎn)措施制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

選用當(dāng)?shù)刂髟詿煵萜贩N翠碧一號(hào)為試驗(yàn)材料，由福建省煙草專(zhuān)賣(mài)局煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。試驗(yàn)于2018年在福建省煙草專(zhuān)賣(mài)局煙草科學(xué)研究所宦溪科研基地進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)處理

采用盆栽土培，花盆上口直徑28 cm，下底直徑22 cm，高25 cm，每盆裝15.0 kg土壤。土壤為壤土，pH值為5.11，堿解氮含量為102.4 mg/kg，速效磷含量為16.8 mg/kg，速效鉀含量為94.8 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為16.2 g/kg。每盆施用煙草專(zhuān)用肥20 g(N∶P2O5∶K2O=12%∶7%∶22%)。煙苗長(zhǎng)到七葉一心時(shí)移栽，在室外露天種植；煙株打頂后1周移入植物生長(zhǎng)箱(武漢瑞華儀器設(shè)備有限責(zé)任公司)進(jìn)行高溫和強(qiáng)光處理，處理時(shí)間為48 h。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)4次。

T1：25 ℃遮光，光照強(qiáng)度為1600 μmol/(m2·s)；在T2處理煙株測(cè)定的葉片上，用硫酸紙將倒2～倒3葉遮住半片葉片(硫酸紙遮光率為30%)，用于取樣測(cè)定生理指標(biāo)；

T2：25 ℃強(qiáng)光，光照強(qiáng)度為1600 μmol/(m2·s)；

T3：35 ℃遮光，光照強(qiáng)度為1600 μmol/(m2·s)；在T4處理煙株測(cè)定的葉片上，用硫酸紙將倒2～倒3葉遮住半片葉片，用于取樣測(cè)定生理指標(biāo)；

T4：35 ℃強(qiáng)光，光照強(qiáng)度為1600 μmol/(m2·s)。

1.3 測(cè)定方法

煙株在植物生長(zhǎng)箱中處理48 h后，取出煙株，分別取各處理倒2～倒3葉，剪碎混勻后用于測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)。光合參數(shù)采用CIRAS-II型(由英國(guó)PP-system公司生產(chǎn))便攜式光合儀測(cè)定；葉綠素?zé)晒鈪?shù)采用Hansatech 公司生產(chǎn)的Pocket PEA便攜式葉綠素?zé)晒庥?jì)測(cè)定；葉綠素含量參照張憲政[16]的丙酮浸提法進(jìn)行測(cè)定；二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性應(yīng)用上海酶聯(lián)生物科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒采用酶聯(lián)免疫分析(ELISA)法進(jìn)行測(cè)定；硝酸還原酶(NR)活性測(cè)定采用活體法[17]；谷氨酰胺合成酶(GS)活性參照鄒琦[17]的方法測(cè)定；蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性參照劉以前等[18]的方法測(cè)定；蔗糖、還原糖、果糖、可溶性糖、淀粉等含量的測(cè)定方法參照《現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南》[19]。

煙葉中蛋白質(zhì)水解氨基酸含量的測(cè)定方法：準(zhǔn)確稱(chēng)取葉片干粉30 mg于1.5 mL離心管中，加入1 mL 80%甲醇，超聲溶解30 min，以12000 r/min 4 ℃離心20 min，吸取上清液，用0.22 μm濾頭過(guò)濾，用高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)定，儀器型號(hào)為Waters XEVO-TQS。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)葉片光合色素含量的影響

葉綠體色素是植物體內(nèi)進(jìn)行光合作用的重要色素。從表1可見(jiàn)，35 ℃強(qiáng)光處理的Chla和Chl含量極顯著低于其它3個(gè)處理，其它3個(gè)處理差異不顯著。35 ℃遮光處理Chlb含量最高，顯著高于35 ℃強(qiáng)光處理和25 ℃強(qiáng)光處理；其次是25 ℃遮光處理，其Chlb含量極顯著高于35 ℃強(qiáng)光處理。不同光照處理的Chlx.c含量在25 ℃溫度時(shí)差異不顯著;25 ℃溫度的兩個(gè)光處理Chlx.c含量極顯著高于35 ℃兩個(gè)光處理；在25 ℃條件下，遮光導(dǎo)致Chl和Chlx.c含量下降；在35 ℃高溫下遮光導(dǎo)致Chl和Chlx.c含量上升。說(shuō)明在25 ℃適宜溫度條件下，短期強(qiáng)光處理會(huì)激發(fā)Chl和Chlx.c色素含量增加，而高溫處理顯著導(dǎo)致煙株葉片總?cè)~綠素和類(lèi)胡蘿卜素的大量降解。

表1 不同光溫處理對(duì)葉片光合色素含量的影響

2.2 不同處理對(duì)碳代謝酶活性的影響

2.2.1 不同處理對(duì)葉片蔗糖合成酶活性的影響 從圖1可見(jiàn):25 ℃溫度條件下，遮光導(dǎo)致葉片SS酶活性極顯著下降；35 ℃溫度條件下，遮光導(dǎo)致葉片SS酶活性極顯著上升。遮光條件下，35 ℃溫度處理的葉片SS酶活性極顯著高于25 ℃溫度處理；強(qiáng)光條件下，35 ℃溫度處理的葉片SS酶活性極顯著低于25 ℃溫度處理。說(shuō)明25 ℃適宜溫度條件下，短期強(qiáng)光處理導(dǎo)致葉片SS酶活性顯著上升，促進(jìn)葉片蔗糖的合成；35 ℃溫度條件下強(qiáng)光處理則明顯抑制了葉片SS酶活性；遮光條件下升溫導(dǎo)致SS酶活性上升，強(qiáng)光條件下升溫導(dǎo)致SS酶活性下降。

圖1 不同光溫處理對(duì)打頂煙株SS活性的影響

2.2.2 不同處理對(duì)葉片蔗糖磷酸合成酶活性的影響 從圖2可見(jiàn):25 ℃溫度條件下，遮光導(dǎo)致葉片SPS酶活性極顯著下降；35 ℃溫度條件下，遮光導(dǎo)致葉片SPS酶活性極顯著上升。在相同光條件下，35 ℃溫度處理的葉片SPS酶活性均顯著高于25 ℃溫度處理。說(shuō)明25 ℃適宜溫度條件下，短期強(qiáng)光處理導(dǎo)致葉片SPS酶活性顯著上升，促進(jìn)葉片蔗糖的合成；35 ℃溫度條件下強(qiáng)光處理則極顯著抑制了葉片SPS酶活性；兩種光條件下升溫均導(dǎo)致SPS酶活性上升。

圖2 不同光溫處理對(duì)打頂煙株SPS活性的影響

2.2.3 不同處理對(duì)葉片淀粉合成酶活性的影響 從圖3可見(jiàn)：25 ℃溫度條件下，遮光導(dǎo)致葉片淀粉合成酶活性極顯著下降；35 ℃溫度條件下，遮光導(dǎo)致葉片淀粉合成酶活性極顯著上升。在相同光條件下，35 ℃溫度處理的葉片淀粉合成酶活性均極顯著高于25 ℃溫度處理。說(shuō)明25 ℃適宜溫度條件下，短期強(qiáng)光處理導(dǎo)致葉片淀粉合成酶活性顯著上升，促進(jìn)葉片淀粉的合成；35 ℃溫度條件下強(qiáng)光處理則極顯著抑制了葉片淀粉合成酶活性；兩種光條件下升溫均導(dǎo)致淀粉合成酶活性上升。

圖3 不同光溫處理對(duì)煙草淀粉酶活性的影響

2.3 不同處理對(duì)葉片碳代謝物質(zhì)的影響

從表2可見(jiàn)，無(wú)論25 ℃還是35 ℃溫度條件，強(qiáng)光條件下煙葉中蔗糖、還原糖、可溶性糖和淀粉等的含量均顯著或極顯著高于遮光處理；果糖含量在25 ℃溫度條件下，強(qiáng)光處理顯著高于遮光處理，35 ℃溫度條件下，強(qiáng)光處理高于遮光處理，但差異不顯著。相同光照條件下，35 ℃溫度處理的蔗糖、還原糖和可溶性糖等的含量均顯著或極顯著高于25 ℃溫度處理；果糖含量?jī)H在遮光條件下，35 ℃處理顯著高于25 ℃處理，強(qiáng)光條件下隨溫度上升果糖含量上升但差異不顯著；相同光處理?xiàng)l件下淀粉含量隨溫度上升表現(xiàn)為顯著下降。說(shuō)明不同溫度條件下，增強(qiáng)光照均可促進(jìn)煙株糖類(lèi)物質(zhì)和淀粉的合成積累，相同光照條件下從25 ℃升到35 ℃可以促進(jìn)糖類(lèi)物質(zhì)含量的增加，但導(dǎo)致淀粉含量的下降。

表2 不同光溫處理對(duì)葉片糖和淀粉含量的影響

2.4 不同處理對(duì)葉片氮代謝酶活性的影響

2.4.1 不同處理對(duì)葉片NR活性的影響 從圖4可見(jiàn)，25 ℃強(qiáng)光處理的煙葉硝酸還原酶活性極顯著高于其它3個(gè)處理，其它3個(gè)處理間NR活性差異不顯著；但在35 ℃溫度條件下，NR活性明顯低于25 ℃遮光處理。說(shuō)明25 ℃適宜溫度條件下，短時(shí)間強(qiáng)光處理顯著促進(jìn)了煙株葉片NR活性上升，溫度升至35 ℃時(shí)，NR活性有所下降，且光照強(qiáng)度對(duì)其影響不顯著。

圖4 不同光溫處理對(duì)打頂煙株NR活性的影響

2.4.2 不同處理對(duì)葉片GS活性的影響 從圖5可見(jiàn)，35 ℃強(qiáng)光處理的谷氨酰胺合成酶活性極顯著高于其它3個(gè)處理，其它3個(gè)處理之間GS活性較為接近，差異不顯著。說(shuō)明GS活性相對(duì)比較穩(wěn)定，僅在高溫強(qiáng)光條件下表現(xiàn)為顯著上升。

圖5 不同光溫處理對(duì)打頂煙株GS活性的影響

2.4.3 不同處理對(duì)葉片GOGAT活性的影響 從圖6可見(jiàn)，在相同溫度條件下，強(qiáng)光處理葉片的谷氨酸合成酶活性極顯著高于遮光處理；強(qiáng)光條件下，35 ℃溫度處理GOGAT活性極顯著高于25 ℃溫度處理，遮光條件下35 ℃溫度處理GOGAT活性比25 ℃處理有所上升，但差異不顯著。說(shuō)明光照強(qiáng)度對(duì)GOGAT活性的影響較為顯著，而僅在強(qiáng)光條件下溫度變化對(duì)GOGAT活性的影響較為顯著。

圖6 不同光溫處理對(duì)打頂煙株GOGAT活性的影響

2.5 不同處理對(duì)煙株葉片蛋白質(zhì)水解氨基酸含量的影響

從表3可見(jiàn)，3-磷酸甘油酸衍生氨基酸主要有絲氨酸和甘氨酸兩種。其中，在25 ℃條件下生長(zhǎng)的煙葉中絲氨酸含量顯著高于35 ℃條件下的；相同溫度條件下，25 ℃時(shí)，強(qiáng)光條件下生長(zhǎng)的煙葉絲氨酸含量顯著高于遮光下的，35 ℃溫度下表現(xiàn)相反。在25 ℃條件下甘氨酸含量未測(cè)出；在35 ℃條件下，強(qiáng)光條件下煙葉的甘氨碳含量高于遮光下的。

表3 不同光溫條件對(duì)3-磷酸甘油酸衍生氨基酸含量的影響

從表4可見(jiàn)，在兩種溫度條件下，強(qiáng)光處理的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等磷酸烯醇式丙酮酸衍生氨基酸含量略高于遮光處理，但25 ℃條件下差異不顯著，35 ℃條件下差異達(dá)到極顯著水平。35 ℃處理煙株苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸含量極顯著高于25 ℃處理。

表4 不同光溫條件對(duì)磷酸烯醇式丙酮酸衍生氨基酸含量的影響

從表5可見(jiàn)，25 ℃條件下，與遮光處理相比，強(qiáng)光處理煙株的纈氨酸、亮氨酸和丙氨酸等丙酮酸衍生氨基酸含量有較明顯增加，但差異不顯著；35 ℃處理的煙株纈氨酸、亮氨酸和丙氨酸含量極顯著高于25 ℃處理，且強(qiáng)光處理極顯著高于遮光處理。

表5 不同光溫條件對(duì)丙酮酸衍生氨基酸含量的影響

從表6可見(jiàn)，α-酮戊二酸衍生氨基酸包含脯氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、組氨酸和精氨酸等，在相同光強(qiáng)條件下，谷氨酰胺、谷氨酸、組氨酸和精氨酸等氨基酸含量隨著溫度的升高均表現(xiàn)為顯著增加；在25 ℃溫度條件下，谷氨酰胺、谷氨酸、組氨酸和精氨酸等氨基酸含量隨光強(qiáng)增加而增加，其中谷氨酰胺和谷氨酸達(dá)到極顯著水平；35 ℃溫度條件下，谷氨酰胺、谷氨酸和精氨酸等氨基酸含量隨光強(qiáng)增加而顯著增加，組氨酸表現(xiàn)顯著降低。在25 ℃溫度條件下，遮光處理煙株葉片的脯氨酸含量顯著高于不遮光處理;35 ℃溫度處理表現(xiàn)相反，且均極顯著低于25 ℃溫度處理的。

表6 不同光溫條件對(duì)α-酮戊二酸衍生氨基酸含量的影響

從表7可見(jiàn)，草酰乙酸衍生氨基酸包含蘇氨酸、天冬氨酸、賴(lài)氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸和天冬酰胺等6種。25 ℃溫度處理煙株葉片的蘇氨酸、賴(lài)氨酸和異亮氨酸含量極顯著低于35 ℃溫度處理，且強(qiáng)光處理與遮光處理差異不顯著；但35 ℃溫度處理時(shí)，強(qiáng)光處理的煙葉蘇氨酸、賴(lài)氨酸和異亮氨酸含量極顯著高于遮光處理。不同處理煙株葉片的天冬氨酸含量差異不顯著。25 ℃溫度處理煙株葉片的甲硫氨酸含量隨光強(qiáng)的增加而增加，但差異不顯著；35 ℃溫度遮光處理煙株葉片的甲硫氨酸含量最高，極顯著高于其它3個(gè)處理，35 ℃溫度強(qiáng)光處理煙株葉片的甲硫氨酸含量與25 ℃溫度處理差異不顯著。25 ℃溫度處理煙株葉片的天冬酰胺含量隨光強(qiáng)的增加表現(xiàn)為顯著減少；35 ℃溫度處理煙株葉片的天冬酰胺含量隨光強(qiáng)的增加表現(xiàn)為極顯著增加；35 ℃溫度遮光處理的天冬氨酸含量高于25 ℃遮光處理，但差異不顯著，35 ℃溫度強(qiáng)光處理煙株葉片的天冬氨酸含量極顯著高于其它3個(gè)處理。

表7 不同光溫條件對(duì)草酰乙酸衍生氨基酸含量的影響

3 討論

光合色素在光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程中起著重要作用[1]。植物在生長(zhǎng)期間，光合色素不斷合成與分解，含量也不斷發(fā)生變化。葉綠素是在系列酶促反應(yīng)中合成的，合成的最適溫度為26～30 ℃，高溫下葉綠素合成的酶促反應(yīng)受到抑制，并且降解量更大，降解、轉(zhuǎn)化更充分，葉綠素含量降低[1，20]。葉綠素合成的最后階段一般為需光反應(yīng)，光照不足會(huì)使葉綠素合成受到影響，因此溫度與光照是影響植物體內(nèi)葉綠素含量的重要因素[1,16-21]。本文研究中，25 ℃短期強(qiáng)光處理下，Chl含量顯著增加，說(shuō)明適宜溫度下，光照充足會(huì)促進(jìn)葉綠素的合成，葉綠素含量增加，有利于光能的充分利用；而高溫處理時(shí)，Chl和Chlx.c的含量均顯著降低，說(shuō)明高溫導(dǎo)致煙株葉片中的總?cè)~綠素和類(lèi)胡蘿卜素大量降解。35 ℃強(qiáng)光處理時(shí)，葉綠體色素含量均顯著低于其他處理，在高溫強(qiáng)光交互脅迫下，煙株葉綠體結(jié)構(gòu)遭到破壞，葉綠素的合成受到抑制并加速分解，其含量顯著降低，不利于煙株生長(zhǎng)和品質(zhì)的形成。

碳代謝是植物體內(nèi)基本的代謝活動(dòng)，直接影響煙株的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量以及品質(zhì)[22-23]。光合作用與碳代謝密切相關(guān)，兩者呈正相關(guān)，光溫條件影響碳代謝酶的活性[24-25]。在高等植物體內(nèi)，參與糖代謝主要為SS及SPS兩種酶：SS既控制蔗糖分解又可催化蔗糖合成，調(diào)節(jié)蔗糖分解與合成的可逆反應(yīng)；SPS主要催化蔗糖的合成，兩者活性的變化直接影響植物體內(nèi)糖的合成[25-27]。淀粉合成酶是植物體內(nèi)控制淀粉合成的關(guān)鍵酶[28]。當(dāng)這3種酶的活性高時(shí)，植物新陳代謝快，光合作用能力強(qiáng)，有利于合成更多含碳物質(zhì)，促進(jìn)有機(jī)物的積累[29]。本文研究表明，在25 ℃條件下，短期強(qiáng)光處理SS、SPS及淀粉合成酶活性顯著上升; 35 ℃強(qiáng)光條件下，3種酶活性則顯著下降;在兩種光條件下，升溫均導(dǎo)致SPS及淀粉合成酶活性上升，說(shuō)明在試驗(yàn)條件下，25 ℃短期強(qiáng)光及升溫有利于促進(jìn)蔗糖及淀粉的合成。從煙葉中蔗糖、還原糖、可溶性糖和淀粉等的含量看，相同溫度下，光照增強(qiáng)，煙株的糖類(lèi)物質(zhì)及淀粉含量增加，這與SS、SPS及淀粉合成酶活性規(guī)律相吻合；相同光照條件下，升溫促進(jìn)糖類(lèi)物質(zhì)的積累，這與SS及SPS酶活性規(guī)律一致，說(shuō)明適宜溫度下短期強(qiáng)光及升溫均有利于煙葉內(nèi)糖類(lèi)物質(zhì)及淀粉的積累，這與任雷在甜瓜上的研究結(jié)果一致[10]。

氮代謝是植物體內(nèi)重要生命活動(dòng)，植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)和氨基酸大部分是通過(guò)氮代謝合成的，氮代謝相關(guān)酶活性以及氮代謝產(chǎn)物含量也可作為衡量植物抗逆性的指標(biāo)[14]。NR、GS及GOGAT是植物體內(nèi)氨氮和硝氮同化的關(guān)鍵酶，NR催化NO3-還原成NO2-，而GS和GOGAT是同化銨態(tài)氮的關(guān)鍵酶[12]。氨基酸對(duì)煙葉的氮代謝和煙草香味物質(zhì)的形成具有重要意義，氨基酸是合成蛋白質(zhì)的重要原料，適量的氨基酸有利于提高煙葉的香氣量和豐滿(mǎn)度，氨基酸含量過(guò)低則煙氣寡淡無(wú)味且豐滿(mǎn)度差，過(guò)高則燃吸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氨氣，導(dǎo)致煙氣刺激辛辣，不利于煙葉品質(zhì)的形成[1，30-31]。本試驗(yàn)中，適宜溫度下短時(shí)間強(qiáng)光處理顯著促進(jìn)了煙株葉片中NR活性上升，其他處理差異不大；高溫強(qiáng)光處理的GS、GOGAT活性極顯著高于其它處理，與此同時(shí)大多數(shù)水解氨基酸含量在高溫強(qiáng)光條件下顯著高于其他3個(gè)處理，這可能是由于水溶蛋白及游離氨基酸總量的增加，其原因可能是高溫強(qiáng)光脅迫下，氮代謝相關(guān)酶活性提高，誘導(dǎo)逆境蛋白的合成，脅迫的增加進(jìn)一步導(dǎo)致蛋白質(zhì)大量水解，致使游離氨基酸總量增加，增加的游離氨基酸可能在調(diào)節(jié)滲透壓、維持細(xì)胞水勢(shì)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)、消除物質(zhì)毒害及儲(chǔ)存氮素方面起著重要作用，氮同化的加強(qiáng)需要大量的碳架，葉片中的碳流會(huì)從合成糖類(lèi)的方向轉(zhuǎn)為合成氨基酸[32-33]。高溫強(qiáng)光環(huán)境顯著提高煙株氮代謝能力：一方面，由于高溫強(qiáng)光條件下氮代謝相關(guān)酶活性增加[34-35]；另一方面，為了減少環(huán)境脅迫對(duì)細(xì)胞膜的傷害，很多有害物質(zhì)也會(huì)轉(zhuǎn)化成含氮物質(zhì)，提高植物氮代謝能力[7，13]。氮同化作用增強(qiáng)，含氮物質(zhì)增加，不利于中上部煙葉品質(zhì)的形成。

福建種植春煙，在烤煙生長(zhǎng)后期常遇上高溫和強(qiáng)光天氣。從本研究看，高溫和強(qiáng)光導(dǎo)致煙株碳的合成代謝和氮的同化代謝均加強(qiáng)。更多的糖類(lèi)物質(zhì)積累可能導(dǎo)致葉片增厚甚至粗筋爆葉；而氮代謝的加強(qiáng)可能導(dǎo)致煙葉中堿性物質(zhì)的增加，影響煙氣平衡，最終均會(huì)導(dǎo)致煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的下降。因此，適時(shí)早栽和適時(shí)成熟采收對(duì)福建的烤煙生產(chǎn)極為重要;另外，本研究高溫強(qiáng)光處理時(shí)間僅為48 h，進(jìn)一步延長(zhǎng)高溫和強(qiáng)光的處理時(shí)間會(huì)對(duì)煙株產(chǎn)生哪些不利影響還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

在高溫強(qiáng)光脅迫下，煙株葉片的葉綠體結(jié)構(gòu)遭到破壞，葉綠素合成受到抑制，分解加快，含量顯著下降，煙株光合作用過(guò)程受到抑制；煙株體內(nèi)代謝過(guò)程受到影響，SS酶活性顯著下降，蔗糖、還原糖、果糖、可溶性糖含量均高于其余3個(gè)處理，說(shuō)明高溫強(qiáng)光處理下，SS催化蔗糖合成與分解的反應(yīng)過(guò)程向合成蔗糖方向進(jìn)行，煙株糖類(lèi)物質(zhì)積累增加。在高溫強(qiáng)光脅迫下，NR酶活性低于25.0 ℃強(qiáng)光處理，與其余兩組處理差別不大，GS、GOGAT酶活性極顯著高于其它處理，與此同時(shí)大多數(shù)游離氨基酸含量顯著高于其他3個(gè)處理，說(shuō)明高溫強(qiáng)光環(huán)境顯著提高煙株的代謝能力，含氮物質(zhì)合成增多，不利于煙葉品質(zhì)的形成。