不同生长温度对烟草烟碱及质体色素代谢的影响

《不同生长温度对烟草烟碱及质体色素代谢的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文不同生长温度对烟草烟碱及质体色素代谢的影响EffectsofDifferentGrowthTemperatureonNicotineandPlastidPigmentMetabolismofTobacco(NicotianatobacumL.)Plants学院生命科学学院专业名称生物化学与分子生物学研究生姓名金云峰学号12071010006导师姓名龚明职称教授导师姓名李军营职称副研究员2015年5月26日III摘要摘要烟草(NicotianatobacumL.)是我国和云南省重要的经济作物，温度是一个重要的环境因子，烤烟的生长发

2、育、烟叶品质和次生代谢产物等均受温度的影响。因此，全面深入地探讨温度对烟草品质的影响机制具有重要的实际意义，本文以烟草（云烟87）植株为材料，研究了不生长同温度对烟草不同生长期生长发育、烟碱代谢、光合特性及质体色素的影响，旨在为温度对烤烟生长发育、质体色素和烟碱代谢的调控机制提供理论参考，同时也可以为烟叶品质区划种植提供理论支持。研究实验结果如下：1.基于denovo全转录组和RNA-seq分析不同生长温度对烟草生物碱含量及烟碱代谢的影响以生长在模拟不同外界环境的人工气候室的烟草植株为材料，研究了不同生长温度(均温30.5、23.5和16.5℃)对烟草植株生长发育、

3、生物碱含量及烟碱代谢的影响。结果表明，不同温度对烟叶生长的影响不同，较高温度（30.5℃）和较低温度（16.5℃）处理对烟草叶片的生长发育均有抑制作用，高温处理这种抑制作用更为明显。不同温度处理使得烟草各器官生物碱含量和烟碱代谢相关酶基因表达发生变化，较高温度处理下，烟碱、新烟碱、假木贼碱和降烟碱含量在根、茎和叶中均较低，低温处理下根系和茎杆部分各生物碱含量较高，中温处理下叶片各生物碱含量较高。利用IlluminaHiseq2000高通量测序技术对烟草根系和叶片温度响应的转录组分析，共获得了178704条Contig，其中有83061条Unigenes，Unigen

4、es平均长度为627bp，GC含量为43.25%。Unigene功能预测和功能分类，结果显示83,061条Unigenes注释到了COG中25个可能的功能家族中。注释的Unigenes在COG中参与的主要5类功能包括：一般功能（Generalfunction）、转录（Transcription）、复制、重组与修复（Replication，recombinationandrepair）、信号传导机制（Signaltransductionmechanisms）、蛋白质翻译后修饰与转运，分子伴侣（Posttranslationmodification，proteintur

5、nover，chaperones）。烟碱代谢相关基因的RNA-seq与qPCR实验结果具有较好的线性相关性。烟碱代谢相关基因聚类分析结果显示，较高温度处理下烟碱代谢相关酶基因表达量较低，中温和低温在处理40d时基因表达量较高，而烟碱含量的最大I摘要值则出现在处理60d时，说明处理40d时烟碱开始大量合成。高温处理快速刺激了烟碱的合成以及烟碱向叶片的转运；中温处理有利于烟碱的持续积累，其积累量高于高温和低温处理；低温处理抑制了烟碱的转运。2.生长温度对不同生育期烟草生物碱含量及烟碱代谢的影响以云烟87为材料，通过人工气候室模拟云南江川、贵州遵义和河南襄县的气温条件，在

6、烟草移栽-团棵、团棵-现蕾及成熟期进行温度处理，研究了不同生长温度对烟草生物碱含量及烟碱代谢相关基因表达的影响。结果表明，在模拟3个地区的生长温度处理下，随烟株生长发育阶段的推进，烟叶烟碱含量逐渐升高，与叶片相比根系烟碱含量前期含量较高，之后含量显著低于叶片，新烟碱、假木贼碱和降烟碱含量与烟碱含量变化趋势基本一致。总体而言，不同生长温度对不同生育期的烟碱含量及基因表达都有不同程度的影响；相比其他生育期，成熟期温度对烟碱量的影响最大。具有相对较高温度的河南襄县地区的气温条件更有利于烟叶烟碱的积累。3.生长温度对不同生育期烟草叶片光合作用及质体色素代谢的影响以云烟87为

7、材料，通过人工气候室模拟云南江川、贵州遵义和河南襄县的气温条件，在烟草移栽-团棵、团棵-现蕾及成熟期进行温度处理，研究了不同生长温度对烟叶光合速率、质体色素含量、代谢相关酶活性及相关基因表达的影响。结果表明，在模拟3个地区的生长温度处理下，随烟株生长发育阶段的推进，烟叶光合速率、叶绿素含量和类胡萝卜素含量及代谢相关酶活性变化规律基本一致，呈前低、中高、后期又逐渐降低的抛物线型。总体而言，不同生长温度对不同生育期的烟草叶片光合速率、质体色素含量及代谢相关酶活性和基因表达都有不同程度的影响。相比其他生育期，成熟期温度对烟叶光合速率、叶绿素含量和类胡萝卜素含量的影响最