全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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%修改稿收到日期$
!"#$)#")#%
基金项目$云南省红云红河烟草"集团#有限公司项目"
-.#*"("&
#
作者简介$杨顺强"
#(%"
#!男!讲师!在读博士研究生!主要从事植物生理生态学研究&
/)0123
$
4
5
6
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!
#&$7890
"
通信作者$杨焕文!教授!主要从事烟草生理生化研究&
烤烟根系分泌物中单糖的组分含量及其相关分析
杨顺强#!!杨焕文#"!王
!
戈#!高兴国!
"
#
云南农业大学 烟草学院!昆明
&+"!"#
%
!
昭通学院 化学与生命科学学院!云南昭通
&+,"""
#
摘
!
要$以
*
个不同烤烟品种为研究材料!采用盆栽试验!运用高效毛细管区带电泳法测定各品种根际土非根际
土根系及叶片中的单糖组分及含量!并分析其相关关系!探究根系分泌物中糖类的分泌特性&结果表明$在各样
品中!共检出木糖葡萄糖半乳糖核糖阿拉伯糖和鼠李糖
&
种糖%不同品种根际土非根际土根系及叶片中检
出的糖组分及含量均存在差异%同一品种中!叶片最高!根系次之!根际土和非根际土最低%相关性分析表明!木糖
阿拉伯糖葡萄糖鼠李糖和半乳糖总量在根际土非根际土叶片和根系间呈正相关关系!各单糖组分间均呈正相
关关系!部分组分呈显著或极显著相关关系&研究表明!不同烤烟品种根系分泌这些单糖存在品种差异!且根系分
泌单糖可能是一个沿浓度梯度的扩散过程&
关键词$烤烟%根系分泌物%高效毛细管电泳%单糖
中图分类号$
:(*&7$
文献标志码$
;
!"##$%&(")*)&%
+
,(,"-.")",&//0&#(1$!"2
3
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V
31BNN25)
5AF
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J9AMJ3AF)8AMFQN9L1889P1M2FN2F5EFMFA5FQ15N@FFU
V
FM20FBN1301NFM2137K@F890
V
952N29B1BQ89BNFBN5
9J09B95188@1M2QF2BM@2W95
V
@FMF
!
B9B)M@2W95
V
@FMF59235
!
M99N1BQ3F1PF59JF18@P1M2FN
4
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4
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@2
C
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C
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C
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M2L95F
!
1M1L2B95F
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1BQM@1095F7K@F890
V
952N29B1BQ89BNFBN59J
09B95188@1M2QFEFMFQ2JJFMFBN2BM@2W95
V
@FMF59235
!
B9B)M@2W95
V
@FMF59235
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M99N1BQ3F1PF57TBN@F510FP1M2F)
N
4
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C
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3F15N7K@F89MMF31N29B1B13
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V
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W95
V
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C
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M@10B95F1BQ
C
1318N95F7
K@FMFE151359152
C
B2J281BN
V
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C
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C
M1Q2FBN1BQQ2JJA5FQ
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+
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$
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C
@
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V
231M
4
F3F8NM9
V
@9MF525
%
09B95188@1M2QF
!!
根系分泌物是指根系在其生长过程中向土壤释 放的渗出物分泌物植物黏液胶质和裂解物等!这
些物质对土壤的物理化学和生物学性状具有直接
或间接的影响(#)!)&胡学玉等($)研究表明!缺锌条件
下!五月慢根系分泌较多的有机酸和氨基酸!对土壤
中锌的活化起到了一定的作用%
>A
等(*)研究发现!
在苹果园的前茬种植小麦!其根系分泌物促进了土
壤中荧光假单胞菌的生长!从而抑制了后茬苹果病
虫害发生的几率%
?99Q
(
+
)研究认为!根系分泌物中
大量存在的柠檬酸和苹果酸对假单胞菌具有很大的
促进作用!而固氮菌对根系分泌物中的糖类和氨基
酸很敏感!而对有机酸不敏感&低分子量的糖类是
根系分泌的主要有机化合物之一!目前有葡萄糖果
糖半乳糖蔗糖等
#"
余种低分子量糖在根系分泌
物中被发现(&)%)&感病品种根系分泌物中的葡萄糖
果糖和蔗糖含量高于抗病品种()#")&上述研究多偏
重于根系分泌物的组分及作用!针对根系分泌物中
单糖的组分及含量与其植物组织中的相关性研究还
鲜有报道&为此!本试验以
*
个烤烟品种为研究材
料!运用高效毛细管区带电泳法分析测定了其根际
土非根际土叶片和根系中的单糖组分及含量!并
分析其相关性!探究根系分泌物中糖类的分泌特性&
#
!
材料和方法
>7>
!
材料培植
选用*云烟
%,
+*
-$!&
+*
=I#"!
+和*红花大金
元+
*
个烤烟品种为试材!分别编号为
"

#

$

%
&
!"#!
年
!
月
!*
日采用漂浮育苗法育苗!
*
月
$"
日
移栽时!
"

#

$
和
%
的叶片数分别为
%

,

,

,
&
盆栽塑料盆上口直径
*$80
!下口直径
$"80
!高
$+
80
&盆栽用土取自云南农业大学后山试验场未种植
过烤烟的耕层土&
0土Y0沙Z+Y#"重量比#!混匀!
装盆!每盆装土
!+X
C
!盆栽土壤类型为红壤土!有机
质
&"
C
,
X
C

V
D
值
&7+*
碱解氮
&,7*,0
C
,
X
C
有
效磷
$"7%*0
C
,
X
C
速效钾
!&(7$"0
C
,
X
C
&每盆
#
株!每品种移栽
$"
盆&采用烟草专用复混肥料"
=)
[
!
H
+
)-
!
HZ#!)#")!*
#!一次性底肥!每盆施
%
C
纯
氮&移栽后采用相同的管理方法&
>7?
!
取样方法及处理
参照郭景恒张辉等(##)#!)的方法&
!"#!
年
&
月
!$
日取样!各品种均处于旺长期!每品种选取生长
一致的
$
株取混合样&取从下往上的第
#"
&
#$
片
叶作为叶片样%小心将烟株从盆内取出!尽量避免伤
根!轻轻抖落根系外围土壤作为非根际土!收集紧密
附着于根系上的土壤作为根际土%在室内用镊子挑
出根系碎石等杂质!分别得非根际土样和根际土
样%将根系用自来水冲洗干净!再用蒸馏水冲洗
$
遍!剪取直径小于
#00
的须根作为根样&将叶片
样和根样装袋!
#"+杀青
!"02B
!
&+烘干至恒
重!粉碎!过
*"
目筛!备用%将根际土样和非根际土
样风干至恒重!过
*"
目筛!备用&
叶片样和根样各称取
"7!"""
C
!分别放入
+
0R
离心管中!加入
*0R
重蒸水!超声提取
$"02B
后!
#!"""M
,
02B
!
+离心
#+02B
!上清液在
+"下减压浓缩至干!用
#0R
重蒸水分
$
次冲洗!合并
得植物组织提取液!于
!"下冷冻保存!备用%分
别称取根际土和非根际土
#"7""""
C
!放入
+"0R
离心管中!加入
*"0R
重蒸水!其他步骤同上!得根
系分泌物提取液&各重复
$
次&
>7@
!
标准品及样品的衍生
参照杨兴斌张斌等(#$)#*)的方法&取葡萄糖阿
拉伯糖核糖半乳糖木糖和鼠李糖用重蒸水配成
#"""

+""

!+"

#""

+"

#"

+
和
"

C
,
0R
的混合标
准溶液!分别取混合标准溶液和样品提取液
!""

R
!依次加入
"7+093
,
R
的
[][
甲醇溶液
#""

R
!
"7$093
,
R
的
=1HD
溶液
#""

R
!摇匀!
,"水浴
$"02B
!冷却!加
"7$093
,
R
的
DI3
溶液
#""

R
!摇
匀!中和
=1HD
后!加入
#0R
氯仿萃取
$
次!过
"7*+

0
微孔滤膜!上机测定&
>7A
!
单糖种类及含量的测定
采用高效毛细管区带电泳法!根据样品和标样
的迁移时间进行定性分析!采用外标法进行定量分
析(#+)&毛细管$总长度
*%7+80
!有效柱长为
$(7"
80
!内径为
,+

0
%硼砂缓冲液$
+"0093
,
R
!
V
D
#"7%"
%温度$
!"%电压$
#"-P
%进样方式$
+"0L1M
压力自动进样
+5
!检测波长为
!*+B0
&每次进样
前!依次用
"7#093
,
R=1HD
溶液重蒸水硼砂缓
冲液冲洗毛细管柱
$02B
&根据混合标准溶液的图
谱!以质量浓度对峰面积制作标准曲线得各单糖的
标准曲线&
木糖$
!
Z#"!""%#&**#"+
!
$
!
Z"7((%+
阿拉伯糖$
!
Z##*,"(#$**,"!
!
$
!
Z"7(((!
核糖$
!
Z##*,"(#$**,"!
!
$
!
Z"7(((!
葡萄糖$
!
Z*#&"#+#!+*$"#
!
$
!
Z"7((,#
鼠李糖$
!
Z%!#"(## #^"(!"*
!
$
!
Z"7((&(
半乳糖$
!
Z%!#"(## #^"(!"*
!
$
!
Z"7((&(
>7B
!
数据处理
采用
?[??#,7"
软件进行数据分析!多重比较
采用
_AB81B
法&
,%!!
##
期
!!!!!!!!!!!
杨顺强!等$烤烟根系分泌物中单糖的组分含量及其相关分析
!!
结果与分析
?7>
!
样品中各糖组分的分离测定
在优化条件下!对各烤烟品种的根际土非根际
土根系和叶片样衍生后上机检测!在
!#02B
内共
检出木糖阿拉伯糖核糖葡萄糖鼠李糖和半乳糖
&
种单糖!获得了基线稳定!无拖尾!灵敏度高的理
想图谱!典型图谱"品种
#
#如图
#
&在根系和叶片
样品图谱中出现了一些杂峰!这是由于根系和叶片
中含有其他糖类等物质所致!这些物质的存在对目
标成分的分离测定影响不大!此方法可以用来分析
测定这些糖类&
?7?
!
各烤烟品种中糖组分及含量比较
在全部样品中!共检出了木糖阿拉伯糖核糖
葡萄糖鼠李糖和半乳糖!但检出的糖组分和含量因
烤烟品种和样品的不同而存在差异"表
#
#&在
*
个
烤烟品种的根际土非根际土根系和叶片中均检出
了阿拉伯糖葡萄糖和半乳糖%非根际土中!品种
%
未检出木糖%在根系中!品种
"

#
未检出鼠李糖%核
糖仅在品种
#

%
的叶片中检出&
检出的各糖在不同品种或样品中的含量差异大
都显著或极显著"
%
#
"7"+
!
%
#
"7"#
#&根际土中!
葡萄糖和半乳糖含量大都较高!阿拉伯糖含量较低!
最高的品种
"
中仅为
"7%&%

C
,
C
%非根际土中!葡
萄糖含量最高!鼠李糖含量最低%根系和叶片中!葡
萄糖含量最高!品种
$
叶片中高达
,!&$!7*%"

C
,
C
&各品种检出的所有糖中!除了品种
"
和
%
中的阿
拉伯糖外"根系中含量高于叶片#!均是叶片最高!根
系次之!根际土和非根际土最低!且叶片或根系含量
较高的糖组分!其根际土和非根际土中含量也相对
较高%各品种检出的所有糖中!根际土和非根际土中
的含量差异均不显著!其他的含量差异均达显著或
极显著水平&
?7@
!
不同部位间糖含量的相关性分析
将各烤烟品种根际土非根际土根系和叶片中
所检出的木糖阿拉伯糖葡萄糖鼠李糖和半乳糖
的总量进行相关性分析!结果表明$仅品种
"

#
的
根际土和根系间呈弱负相关性!相关系数分别为
"7"!$

"7""!
%其余均呈正相关性!且相关系数
较 大!相关性较高&
*
个品种的根系与叶片叶片与
图
#
!
烤烟品种
-$!&
样品中糖类的毛细管电泳图谱
#7[][
%
!7
木糖%
$7
阿拉伯糖%
*7
葡萄糖%
+7
鼠李糖%
&7
半乳糖%
,7
核糖
2`
C
7#
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西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
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卷
表
>
!
不同烤烟品种间糖组分及含量
K1L3F#
!
?A
C
1M890
V
952N29B1BQ89BNFBN2BQ2JJFMFBNJ3AF)8AMFQN9L1889P1M2FN2F5
糖
?A
C
1M
,"

C
,
C
#
品种
b1M2FN
4
部位
[952N29B
根际土
a@2W95
V
@FMF5923
非根际土
=9B)M@2W95
V
@FMF5923
根系
a99N
叶片
RF1J
木糖
.
4
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注$
"&%
7
烤烟品种编号$
"
7
*云烟
%,
+%
#
7
*
-$!&
+%
$
7
*
=I#"!
+%
%
7
*红花大金元+%小写字母表示差异显著"
%
#
"7"+
#%大写字母表示
差异极显著"
%
#
"7"#
#%.,/前的字母表示部位间的差异性!.,/后的字母表示品种间的差异性&下同&
=9NF
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"&%
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$
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7
*
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#
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V
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#
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V
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V
MF551N%
#
"7"#
%
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FU
V
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4
9JQ2JJFMFBN52NF5
%
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.,/
FU
V
MF55N@FQ2PFM52N
4
9JQ2JJFMFBN
P1M2FN2F57K@F510F15LF39E7
非根际土间的相关性均达显著或极显著水平%品种
%
的根际土与叶片根系间的相关系数分别为
"7%$,

"7%$(
!达显著水平"表
!
#&表明烤烟根系分
泌物中的这些糖与其植物组织中的含量呈现正相
关性&
?7A
!
糖组分间的相关性分析
对各烤烟品种中检出的木糖阿拉伯糖葡萄
糖鼠李糖和半乳糖进行相关性分析结果"表
$
#表
明!
*
个品种的各糖组分间均呈正相关关系!部分糖
组分间达显著或极显著相关关系&其中!鼠李糖与
半乳糖在
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个品种中均显著相关!相关系数均为
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迫压力下形成的!是植物在进化过程中产生的一种
对环境的适应性机制!是一种被动过程(#&)%根系分
泌物中低分子量糖类分泌可能是沿电化学梯度的扩
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系中含量较高的糖组分其对应根际土和非根际土中
含量也相对较高&对木糖阿拉伯糖葡萄糖鼠李
糖和半乳糖的总量在根际土非根际土根系和叶片
中的相关分析表明!根际土和非根际土中的糖含量
与其根系和叶片中的含量呈正相关性!表明各烤烟
品种根系分泌单糖可能是一个沿浓度梯度的扩散
过程&
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不同部位间糖含量的相关性分析
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度与根的生长能力根际微生态环境有关(#%)!#)&本
研究中
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个烤烟品种所检出的糖组分及含量因品种
不同而存在差异!对木糖阿拉伯糖葡萄糖鼠李糖
和半乳糖含量进行相关分析表明!各糖组分间均呈
正相关关系!部分糖组分间相关性达到显著或极显
著水平&表明不同烤烟品种根系分泌物单糖的组分
及含量因品种不同而存在差异&
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