摘 要：試驗采用土培方式，設(shè)置5個氮素水平來研究不同施氮量對烤煙氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響。結(jié)果表明：施氮量在一定范圍內(nèi)對烤煙氮代謝關(guān)鍵酶活性均有促進(jìn)作用，但過高則產(chǎn)生抑制，且不同酶、不同生育時期的作用濃度并不相同。移栽后7d，煙葉硝酸還原酶活性(NRa)隨施氮量的增加呈先增加后降低的變化趨勢，施氮量≤5.45g/株時，增施氮肥可促進(jìn)NRa，有利于NO.-3向NH3的轉(zhuǎn)化;>5.45g/株時，則因反應(yīng)產(chǎn)物NO.-2或NH.+4濃度的增加抑制了NRa;煙葉谷氨酰胺合成酶活性(GSa)在旺長期和現(xiàn)蕾期時均隨施氮量的增加呈先增加后降低的變化趨勢，且GSa分別在5.45g/株、8.18g/株施氮量下達(dá)到最大值5.777U/g、18.713U/g，施氮量≤10.91g/株條件下增施氮肥可促進(jìn)谷氨酸含成酶(GOGATa)，≥10.91g/株時，則因Glu濃度過高抑制GOGATa。

　　關(guān)鍵詞：烤煙;施氮量;酶活性

　　氮代謝是煙草最基本、最重要的代謝之一，其代謝強(qiáng)度、協(xié)調(diào)程度及在煙葉生長發(fā)育過程中的變化動態(tài)對煙葉品質(zhì)形成具有重要影響[1-2]。外源氮濃度對烤煙氮代謝關(guān)鍵酶活性有著重要影響，據(jù)岳紅賓[3]、許晨曦[4]等報道，隨著外源氮素水平的提高，葉片中硝酸還原酶(NR)的活性(NRa)有上升趨勢，但王紅麗等[5]則認(rèn)為，NR基因的表達(dá)量在不同供氮水平間并無明顯差異。何文高[6]研究表明，提高施氮量對煙葉中谷氨酰胺合成酶活性(GSa)起到促進(jìn)作用;曾孝敏[7]的研究表明，隨著施氮量的增加，谷氨酸合成酶GOGATa增加，ANDREA等[8]研究認(rèn)為，谷氨酰胺或天冬酰胺的體內(nèi)積累對NR基因表達(dá)有負(fù)調(diào)控作用。由此可見，烤煙氮代謝關(guān)鍵酶活性不僅受氮濃度的誘導(dǎo)，還受到產(chǎn)物濃度的制約[9]。氮代謝產(chǎn)物過少或超量積累均不利于烤煙優(yōu)良品質(zhì)的形成，目前雖有研究表明氮代謝產(chǎn)物對NR的代謝過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，但對氮代謝銨同化的反饋調(diào)節(jié)、施氮量對不同氮代謝產(chǎn)物影響的關(guān)聯(lián)性等少見報道。

　　為此，通過對不同施氮量下烤煙不同生育時期氮代謝關(guān)鍵酶(NR、GS、GOGAT)活性的測定，進(jìn)一步探討烤煙氮代謝關(guān)鍵酶活性在不同施氮水平下的變化規(guī)律，以期為烤煙的氮代謝調(diào)控提供理論依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗地點與材料

　　試驗于 2018 年在安順平壩貴州大學(xué)-安順煙草研究基地溫室中進(jìn)行。烤煙品種為云煙87。供試土壤為黃泥土，其基本理化性狀見表1。

　　1.2 試驗設(shè)計

　　采用土培試驗，設(shè)置5個N肥施用水平(以N計)，分別是T1：0g/株;T2：5.45g/株;T3：8.18g/株;T4：10.91g/株;T5：13.64g/株，設(shè)置3次重復(fù)。

　　土培用紫砂盆缽(30cm×35cm)，將風(fēng)干過2mm篩的土壤12.5kg與烤煙專用復(fù)合肥(N：P2O5：K2O=10：11：12)混合后裝入，待煙苗四葉一心時，選取健壯均勻長相一致的進(jìn)行移栽，每盆1株。團(tuán)棵時再培土2.5kg/盆，同時施入追肥。供試肥料包括基肥與追肥，基肥在裝土?xí)r施入，追肥在團(tuán)棵期施入。基肥中氮磷鉀肥以烤煙復(fù)合肥形式提供，追肥中氮肥、鉀肥以烤煙追肥(N：P2O5：K2O=13：0：26)形式提供，其中，氮、磷、鉀不足處理分別用尿素、普鈣、硫酸鉀補(bǔ)足。肥料用量按田間施用量折算為單株施用量(種植密度1100株/667m.2)，即氮肥施用量按設(shè)計方案施用，磷肥全部用作基肥，施用量為(以P2O5計)5.00g/株，鉀肥施用量為14.45g/株(以K2O計)。

　　1.3 測定方法及儀器

　　于移栽后7d(伸根期)、旺長期、現(xiàn)蕾期選取煙株中部葉進(jìn)行酶活性測定。主要儀器：酶標(biāo)儀(Bio Tek EON) 。測定方法參照文獻(xiàn)[10]。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理

　　采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)整理，利用DPS V7.05統(tǒng)計軟件分析。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 施氮量對煙葉硝酸還原酶活性的影響

　　因伸根期煙葉樣品較少，故該期樣品為三次重復(fù)的煙葉混合樣品。從圖1可知，在烤煙移栽后7d，煙葉NRa隨施氮量的增加呈先增加后降低的變化趨勢;此時烤煙對氮的需求較小，施氮量≤5.45g/株時，增施氮肥可促進(jìn)NRa，當(dāng)高于5.45g/株時，可能是由于反應(yīng)產(chǎn)物NO.-2或NH.+4濃度的增加抑制了NRa。旺長期，NRa隨施氮量的增加而增加，不施氮(T1)處理顯著低于其他各處理，施氮處理間差異不顯著，可能因為此時烤煙對氮素的吸收同化能力增強(qiáng)，反應(yīng)產(chǎn)物NO.-2或NH.+4濃度雖隨著施氮量的增加有所上升，但未對NRa形成抑制。現(xiàn)蕾期，NRa的變化在各施氮水平之間與移栽后7d相似，在施氮量≤8.18g/株范圍內(nèi)，不施氮處理在移栽后7d與T2、T3處理差異不大，而在現(xiàn)蕾期時則顯著低于其他處理，可能是因為現(xiàn)蕾期烤煙對氮的吸收量遠(yuǎn)大于土壤的氮素供應(yīng)量，而在移栽后7d兩者則較為接近，高于8.18g/株時，T4、T5處理NRa均受到反應(yīng)產(chǎn)物NO.-2或NH.+4的抑制，但現(xiàn)蕾期的抑制作用低于移栽后7d，可能是此時烤煙對氮的吸收同化能力增強(qiáng)所致，對氮素的需求量較大，因此生產(chǎn)上施肥可適當(dāng)提高基追比以滿足烤煙對氮素吸收利用的要求。

　　2.2 施氮量對煙葉谷氨酰胺合成酶活性的影響

　　谷氨酰胺合成酶(GS)是處于氮代謝中心的多功能酶，具有轉(zhuǎn)化酶和合成酶兩種酶活性，參與多種氮代謝的調(diào)節(jié)。GS對NH.+4的高親和力，使GS成為植物體內(nèi)氨同化的主要途徑[11]。從圖2可知，移栽后7d，煙葉GSa隨施氮量的增加而降低，可能是此時大量的NH.+4促使GS將其合成為谷氨酰胺(Gln)，而Gln濃度增加抑制了GSa;在烤煙旺長期和現(xiàn)蕾期，煙葉GSa隨生育時期的推進(jìn)而增加，隨施氮量的增加呈先增加后降低的變化趨勢，且GSa分別在T2、T3處理時達(dá)到最大值為5.777U/g、18.713U/g，不施氮(T1)處理在旺長期時顯著高于T5處理，與T3、T4處理間差異不顯著，而在現(xiàn)蕾期則顯著低于其他各處理，可能是烤煙對NH.+4的同化能力隨生育時期的推進(jìn)而增強(qiáng)，當(dāng)?shù)毓?yīng)量過多時，現(xiàn)蕾期T4、T5處理的代謝產(chǎn)物Gln對GSa的抑制作用較旺長期時低。

　　2.3 施氮量對煙葉谷氨酸合成酶活性的影響

　　谷氨酸合成酶(GOGAT)是植物體內(nèi)氮素同化與循環(huán)的關(guān)鍵酶，也是GS/GOGAT循環(huán)過程中的限速酶，在氮同化途徑中，催化Gln與α-酮戊二酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣劝彼?Glu)。從圖3可知，各處理煙葉GOGATa在整個生育期均隨施氮量的增加呈先增加后降低的變化趨勢，移栽后7d，T2處理煙葉GOGATa最高，T5處理最低;烤煙旺長期，不施氮(T1)處理GOGATa顯著低于T4處理，其余處理間差異不顯著，在施氮量≤10.91g/株范圍內(nèi)，增施氮肥可促進(jìn)GOGATa，可能是此時氮代謝產(chǎn)物Gln濃度增加促進(jìn)GOGAT將Gln進(jìn)一步同化為Glu，而高于10.91g/株時，則因Glu濃度過高抑制了GOGATa;在現(xiàn)蕾期時，GOGATa在T2處理時達(dá)到最大值為140.291nmol·min·g，而T5處理GOGATa顯著低于其他各處理，且T2與T4、T5間均達(dá)到顯著性差異，可能是此時烤煙氮代謝強(qiáng)度減弱，對Gln的同化能力下降，因此T5處理的代謝產(chǎn)物Glu對GOGATa的抑制作用相對于旺長期時較強(qiáng)。

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