全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(4): 749−754 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家烟草专卖局重大科技攻关项目(20060202)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 赵会杰, E-mail: zhaohj303@163.com; Tel: 0371-63555319
第一作者联系方式: E-mail: qliyou@henau.edu.cn
Received(收稿日期): 2008-06-04; Accepted(接受日期): 2008-12-15.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00749
皖南不同类型土壤植烟成熟期烟叶的基因差异表达和显微结构的比较
邱立友 1 李富欣 2 祖朝龙 3 马称心 3 杨 超 2 冯 云 1 刘国顺 2
赵会杰 1,*
1 河南农业大学生命科学学院, 河南郑州 450002; 2 河南农业大学农学院, 河南郑州 450002; 3 安徽皖南烟叶有限责任公司, 安徽宣
城 242000
摘 要: 以烟草品种云烟 97 为材料, 在皖南烟区典型的植烟土壤麻沙土、麻沙泥、粉沙土种植, 以水稻土种植作对
照, 应用基因芯片技术和显微观察技术对生长成熟期烟叶的基因表达谱和细胞结构进行比较。结果表明, 与水稻土相
比, 麻沙土植烟成熟期烟叶上调表达的基因主要有细胞增殖、生长和分化的基因, 以及与氧化胁迫有关的基因, 而下
调表达的基因主要是光合作用和蛋白质、磷脂合成的基因。麻沙泥植烟成熟期烟叶上调表达的基因主要有与生长素
运输和多糖合成有关的基因及与蛋白质和氨基酸分解有关的基因。粉沙土植烟成熟期烟叶与干旱胁迫有关的基因和
与纤维素、果胶质、淀粉和蛋白质分解有关的基因上调。叶片的显微和超显微结构表明, 粉沙土和水稻土植烟, 烟叶
长势差, 生长衰退迹象明显; 而麻沙土和麻沙泥植烟, 尤其是麻沙土, 烟叶生长势较好, 生长衰退迹象不明显。
关键词: 烟草; 土壤类型; 成熟期; 基因芯片; 显微结构
Comparison on Gene Expression and Microstructure of Tobacco Leaves at
Maturity Stage in Different Types of Soil in Southern Anhui Province, China
QIU Li-You1, LI Fu-Xin2, ZU Chao-Long3, MA Chen-Xin3, YANG Chao2, FENG Yun1, LIU Guo-Shun2, and
ZHAO Hui-Jie1,*
1 College of Life Sciences, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2 Agronomy College, Henan Agricultural University, Zheng-
zhou 450002, China; 3 Anhui Wannan Tobacco Leaf Co. Ltd., Xuancheng 242000, China
Abstract: Yunyan 97(Nicotiana tabacum) was planted in four types of soil including coarse sandy soil, coarse sandy mud, powder
sandy soil, and rice soil (CK), in the south of Anhui. The gene expression profile and cell construction of tobacco leaves at matur-
ity stage were explored using cDNA microarray and microscopical technique. Comparing tobacco leaves grown in coarse sandy
soil to rice soil, up-regulated genes were mainly for cell multiplication, growth, development, and oxidation stress, while genes in
photosynthesis, protein and phospholipids synthesis were down-regulated. Specifically up-regulated genes involved in auxin
transport, polysaccharide synthesis, and responsible for protein and amino acid degradation in tobacco leaves cultivated in coarse
sandy mud briefly compared with rice soil. Compared to rice soil, up-regulated genes of tobacco leaves in powder sandy soil prin-
cipally dealt with drought stress and degrading cellulose, pectin, starch, and protein. The microscopic and ultramicroscopic struc-
ture of the tobacco leaves revealed that tobacco leaves in powder sandy soil and rice soil grew badly. On the contrary, coarse
sandy mud and especially coarse sandy soil produced well grown leaves. The results should conduce to unveil the mechanism of
burnt-sweet sensation formation in tobacco leaves cultivated in the south of Anhui Province.
Keywords: Tobacco; Soil type; Maturity stage; cDNA microarray; Microstructure
自 2003年在皖南发现部分河流冲积土壤栽培的烟叶
具有津巴布韦烟叶特有的焦甜香特色 , 部分替代进口烟
作主料烟使用, 但对其形成机理了解甚少, 尤其是特色风
格的形成与土壤类型之间的关系 , 严重制约了当地特色
烟质量的稳定和生产规模的扩大。
由于烟叶的香气风格是烟叶中很多种复杂的成分经
过燃烧后形成的烟气通过评吸感官鉴定出来的 , 加上目
前分析检测手段的制约 , 确定特色烟关键香气物质可能
要经历一个旷日持久的过程 , 对关键香气物质的合成途
径、关键酶及其基因的研究则更为困难。然而, 对已发现
750 作 物 学 报 第 35卷

的能够稳定形成焦甜香风格的地块所植烤烟的生长发育
过程尤其是香气物质形成的关键时期成熟期烟叶的物质
代谢的特点进行深入的剖析 , 与其他土壤类型进行系统
的比较 , 可能是探索皖南烟叶特色风格形成机理的一个
最佳选择。基因芯片技术是一种高通量地研究 mRNA 合
成量和基因差异表达的有力手段 , 应用这项技术研究不
同类型土壤植烟烟叶的物质代谢特点将可极大地提高工
作效率。
在之前的研究中, 我们报道了皖南典型的 4 种不同类
型植烟土壤微生物区系的研究结果[1-2], 本文拟通过对皖
南不同类型土壤植烟成熟期烟叶的基因表达谱及叶片显
微结构的比较 , 为烤烟焦甜香特色风格形成机理的研究
提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2006—2007 年在安徽宣城有代表性的麻沙
土、麻沙泥、水稻土和粉沙土上进行, 土壤主要成分分析结
果见表 1和表 2。由于水稻土植烟烤烟的焦甜香感与其他 3
种土壤相比表现最弱 , 因此在进行基因芯片杂交信号比
较时选取水稻土为对照。种植烟草品种云烟 97, 常规管
理。每个处理于移栽后选 50 个烟株对长出的真叶进行挂
牌标记叶位, 每隔 2 d调查 1次叶片出现时间, 选取第 18片
真叶代表中部烟叶, 成熟期叶龄 45 d时, 在田间选取长势长
相、叶面积和成熟度均较一致的标记烟叶, 每种类型土壤
田块按对角线法取 5片叶, 选取主脉和第 6~7支脉之间的叶
片置于液氮或 40 mg g−1戊二醛溶液(4℃)中保存固定备用。

表 1 土壤养分状况
Table 1 Nutrient content of soils in experiment
土壤类型
Soil type
有机质
Organic matter(g kg−1)
碱解氮
Alkali hydrolyzation N(mg kg−1)
速效磷
Available P(mg kg−1)
速效钾
Available K(mg kg−1)
pH
麻沙土 Coarse sandy soil 16.75 66.02 12.85 258.72 5.51
麻沙泥 Coarse sandy mud 22.49 102.62 26.02 576.37 4.19
粉沙土 Powder sandy soil 12.17 43.30 41.59 345.75 4.40
对照 CK 26.58 167.34 18.54 424.66 4.07

表 2 土壤矿质元素
Table 2 Mineral nutrient content of soils in experiment (g kg−1)
土壤类型
Soil type
Al Ca Fe K Mg Mn Na P Si Ti
麻沙土 Coarse sandy soil 43.03 1.79 23.52 14.85 3.99 0.38 2.65 0.72 318.46 3.72
麻沙泥 Coarse sandy mud 44.45 1.48 26.95 12.87 4.51 0.66 2.59 0.87 398.19 4.80
粉沙土 Powder sandy soil 73.24 3.87 37.66 22.85 8.47 0.71 10.57 0.93 409.70 5.23
对照 CK 43.83 2.44 21.17 12.48 3.41 0.42 5.04 1.10 369.84 6.09


1.2 总 RNA提取
采用 TRIzol试剂盒提取, 按 Invitrogen Trizol说明书
进行。
1.3 芯片杂交和分析
探针合成、标记和杂交参照 Affymetrix 的实验手册
(Affymetrix. GeneChip Expressed Analysis Technical Man-
ual. http://www.affymetrix.com/support/technical/manual/
taf_manual.affx 2007)。杂交芯片选用美国 Affymetrix公司
的拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATH1-121501 Genome
Array基因表达谱芯片, 由上海生物芯片有限公司-生物芯
片上海国家工程研究中心提供。选取实验烟草基因芯片杂
交信号与对照烟草基因芯片杂交信号比值的 log2值(signal
log ratio)≥1(上调基因)或≤–1(下调基因)且差异达到极显
著水平(P≤0.01)的基因进行基因差异表达分析。
1.4 系统聚类分析
应用 Cluster软件作层次聚类分析, 应用 TreeView软
件将聚类结果转化为图像文件。以上软件来自 Stanford大
学网站(http://rana.stanford.edu/clustering)。
1.5 烟叶结构的显微观察
叶片经戊二醛固定、丙酮脱水和包埋后, 半薄切片经
甲苯胺蓝染色, 在光学显微镜下观察叶肉细胞结构; 超薄
切片经醋酸双氧铀及柠檬酸铅染色后, 用 JEM-2100 透射
电子显微镜观察超显微结构[3]。
1.6 烟叶感官评吸评价
烟叶成熟采收烘烤后, 选取具代表性的中部烟叶 C3F
等级烟叶切丝, 卷制成长 70 mm、圆周 24.5 mm的单料烟
支, 置于 22℃±1℃和相对湿度 60%±2%的环境中调节含水
率 48 h, 取出, 请全国卷烟评吸委员会评委进行评吸评价。
2 结果与分析
2.1 烟叶感官评吸评价结果
在 4 种类型土壤种植云烟 97, 相同的栽培管理条件
下烟叶的焦甜香特色风格有相当大的差异 , 成熟烟叶采
收烘烤后评吸结果表明, 前 2种土壤尤其是麻沙土焦甜香
突出稳定, 而后 2种土壤尤其是水稻土焦甜香不明显或很
弱(表 3)。
第 4期 邱立友等: 皖南不同类型土壤植烟成熟期烟叶的基因差异表达和显微结构的比较 751


表 3 皖南烟区不同类型土壤植烟中部烟叶 C3F等级感官评吸结果
Table 3 Score of smoking quality of tobacco leaves in different soils in south of Anhui provence
土壤类型
Soil type
香气质
Quality
of aroma
(20)
香气量
Volume
of aroma
(20)
杂气
Undesirable
taste
(10)
刺激性
Biting
taste
(10)
浓度
Taste
concentration
(10)
余味
After
taste
(20)
燃烧性
Combustibility
(5)
灰分
Ash
(5)
总评
Total
score
(100)
焦甜感
Burnt
sweet
sensation
麻沙土
Coarse sandy soil
18 17 9.0 9.0 9.0 17.5 4.5 4.5 88.5 M+
麻沙泥
Coarse sandy mud
18 17 9.0 9.0 8.5 18.0 4.5 4.5 88.5 M
粉沙土
Powder sandy soil
16 16 8.0 8.5 9.0 17.0 4.5 4.5 83.5 Μ−-
对照 CK 17 15 8.5 8.5 9.0 18.0 4.5 4.0 84.5 W
M: medium; W: weak.

2.2 成熟期烟叶差异表达基因数
从表 4可以看出, 麻沙土、麻沙泥和粉沙土植烟成熟
期烟叶基因表达有明显的差异 , 粉沙土上调基因数和比
值(signal log ratio)≥2的基因数均最多, 分别是 58个和 38
个 ; 下调基因数和比值≤–2 的基因数最多的是麻沙泥 ,
分别是 32个和 22个。麻沙土、麻沙泥和粉沙土植烟成熟
期烟叶基因上调表达比值≥2 和下调表达比值≤–2 的基
因总数分别是 44个、45个和 49个, 表明与对照(水稻土)
植烟烟叶基因表达谱有较大的差异。
2.3 成熟期烟叶基因表达谱的层次聚类分析
选择 3 种土壤成熟期烟叶基因表达相对于对照上调
比值≥2和下调比值≤–2的差异表达基因对 4种土壤烟叶
基因表达谱进行层次聚类分析, 4 种类型土壤植烟共可分
为 3类, 水稻土和粉沙土植烟成熟期烟叶基因表达谱可聚
为一类, 麻沙泥和麻沙土植烟分别独立成为第 2 类和第 3
类, 但前 2类的聚类关系比较接近(图 1)。4种类型土壤植
烟成熟期烟叶基因谱的聚类结果与其焦甜香评吸结果基
本一致。
2.4 烟叶基因差异表达谱
来自 3 种土壤成熟期烟叶基因表达上调和下调比值
≥2或≤-2的基因可分为 5个功能类群, 分别是转录调控
和信号传导、细胞生长和物质合成、细胞衰老和物质分解、
胁迫和抗逆反应及其他已知或未知功能。这些不同类群基
因的表达谱在不同类型土壤所植烟叶中的表现有明显不
同。
麻沙土植烟成熟期烟叶转录调控和信号传导基因类
群上调表达的主要是转录调控因子, 如 DEAD/DEAH 盒
解旋酶(序列号为 At1g16280和 At1g77050)、碱性螺旋-环
-螺旋(bHLH)家族蛋白(序列号为 At5g62610)、PHD 指蛋
白家族(序列号为 At2g31640)和植物同源域锌指转录因子
(序列号为 At3g14980)。而该类群下调基因则是转录因子
B3家族蛋白(序列号为 At4g32010), 是转录抑制子[4-6]。表
明麻沙土植烟成熟期烟叶生长和代谢仍相当活跃; 细胞
生长和物质合成基因类群上调表达的主要是细胞生长的
基因, 如表皮原因子(序列号为 At2g42840)促进芽表皮细
胞分化[7], 微管蛋白β-8链(序列号为 At5g23860)和含形成

表 4 不同土壤类型植烟成熟期烟叶中基因表达上调和下调数量
Table 4 Number of up-regulated and down-regulated genes in tobacco leaves at maturity stage in different type soils
上调基因 Up-regulated genes

下调基因 Down-regulated genes

土壤类型
Soil type 基因数
Gene number
比值≥2
的基因数
Gene number
for ratio ≥2
比值≥2的基因数占
上调基因数的百分比
Percentage of genes
for ratio ≥2
基因数
Gene number
比值≤–2
的基因数
Gene number
for ratio ≤–2
比值≤–2的基因数占
下调基因数的百分比
Percentage of genes
for ratio≤–2
麻沙土 Coarse sandy soil 44 31 70.45 17 13 76.47
麻沙泥 Coarse sandy mud 42 23 54.76 32 22 68.75
粉沙土 Powder sandy soil 58 38 65.52 16 11 68.75



图 1 不同土壤类型植烟成熟期烟叶基因表达谱的层次聚类分析图
Fig. 1 Hierarchical cluster analysis of gene expression profile of tobacco leaves at maturity stage in different types of soils
752 作 物 学 报 第 35卷

同源 2 域蛋白基因(序列号为 At3g05470)参与细胞分裂和
细胞生长[8], 果胶酯酶家族蛋白(序列号为 At2g47550)则
与细胞生长和发育有关[9]。表明在麻沙土中植烟成熟期烟
叶的细胞生长与对照相比仍有细胞的增殖、分化和生长。
该基因类群下调表达的主要是光合作用和蛋白质、磷脂合
成的基因; 细胞衰老和物质分解基因类群上调表达的主
要是蔗糖和糖原分解的基因, 可能与光合作用减弱有关;
胁迫和抗逆反应基因类群上调表达的主要是响应过氧化
物累积胁迫的基因过氧化物酶基因(序列号为 At3g50990)
和乙烯应答元件结合蛋白 1 基因(At4g17500), 后者当 H2O2
过量累积或受热处理时可过量表达[10]。而该类群下调表
达的基因是具还原酶活性的谷氧还蛋白家族基因(序列号
为 At4g15680)。推测该时期麻沙土植烟烟叶可能由于光合
作用减弱, 不能及时清除呼吸过程中产生的过氧化物, 出
现过氧化物累积胁迫。另一上调基因丝裂原活化蛋白激酶基
因(序列号为 At1g73670)参与病原物抗性反应[11]。
麻沙泥植烟成熟期烟叶转录调控和信号传导基因类
群上调表达的主要有向光性反应信号传导子基因(序列号
为 At2g30520)和MYB家族转录因子基因(At2g16720), 前
者参与光合作用[12], 后者参与发育过程和防御反应[13]。然
而, 分别有一个细胞周期依赖性蛋白激酶调节子基因(序
列号为 At1g76310)和细胞周期依赖性蛋白激酶基因(序列
号为 At1g16330)上调和下调, 参与细胞周期过程; 细胞生
长和物质合成基因类群主要涉及细胞物质合成基因 , 有
与生长素运输有关的基因生长素运出载体家族蛋白(序列
号为 At5g16530)上调, 而与乙烯合成有关的基因 S-腺苷
甲硫氨酸合成酶(序列号为 At1g02500)[14]则是下调的。表
明烟叶仍处于生长状态, 尚未开始衰老。与多糖合成有关
的基因糖基转移酶家族蛋白 2 基因(序列号为 At3g28180)
上调, 与脂类物质合成有关的基因 2 个上调 2 个下调。1
个与蛋白质合成有关的基因下调。而在细胞衰老和物质分
解基因类群中则有 5 个与蛋白质和氨基酸分解有关的基因
上调表达。表明麻沙泥植烟成熟期烟叶中蛋白质代谢以分
解作用为主; 胁迫和抗逆反应基因类群抗病基因 1个上调
1个下调, 与干旱胁迫反应有关的基因原生质膜型 ATP酶
基因(序列号为 At2g18960)下调。表明麻沙泥保水效果较
好, 烟叶未出现脱水现象。
粉沙土植烟成熟期烟叶转录调控和信号传导基因类
群上调表达的主要是对脱落酸和干旱敏感性因子(序列号
为 At5g48870)。表明粉沙土由于保水性差, 植烟易因干旱
而提早衰老。细胞生长和物质合成基因类群上调的主要是
光合作用基因叶绿素 II A-B 结合蛋白 (序列号为
At2g05070)和糖合成的基因糖基转移酶家族 14 蛋白基因
(序列号为 At2g37585)。另外, 生长素反应性家族蛋白基
因(序列号为 At5g50760)上调, 可能与烟株对衰老的抑制
有关。而该类群基因中下调的主要是脂肪酸合成的基因
3-氧 5α-类固醇 4-脱氢酶家族蛋白(序列号为 At3g55360)[15]
和与磷吸收利用的基因无机磷转运蛋白基因(序列号为
At5g43360)。表明粉沙土植烟成熟期烟叶中脂肪酸合成降
低, 与磷的利用有关的核酸、蛋白质等的合成不足; 在细
胞衰老和物质分解基因类群中有 5 个与细胞物质分解有关
的基因上调, 分别是与纤维素分解有关的内切-1,4-ß-葡聚
糖酶/纤维素酶基因(序列号为 At5g49720)、果胶分解有关
的基因多聚半乳糖醛酸酶基因(序列号为 At3g57510)和果
胶裂解酶家族蛋白基因(序列号是 At4g13710), 以及与淀
粉水解有关的基因 UDP-葡萄糖基转移酶家族蛋白(序列
号为At4g15260), 与蛋白质水解有关的 7个缺失的家族蛋
白基因(序列号为 At5g37910)。值得强调的是, 与对照相
比, 粉沙土植烟成熟期烟叶中有 18个功能未知的基因上调,
远高于麻沙土和麻沙泥。表明粉沙土植烟烟叶易衰老, 及
早开始细胞物质降解过程。胁迫和抗逆反应基因类群仅有
1个抗病基因上调。
2.5 烟叶细胞结构显微观察
从图 2可以看出, 粉沙土植烟成熟期叶片栅栏组织细
胞出现收缩与海绵组织细胞间隙扩大的程度比其他的要
大, 海绵组织细胞的降解程度也大, 其次是水稻土, 可能
与粉沙土有机质含量较低, 保水保肥能力差, 在生长中后
期烟株容易脱肥早衰 , 而水稻土植烟可能由于土壤含水
量较多, 抑制叶片分生组织细胞分裂, 蛋白质合成减少,
使叶的生物学性状变劣。麻沙土植烟成熟期叶片的栅栏组
织收缩降解程度小, 麻沙泥次之。
从图 3和图 4可以看出, 麻沙土和麻沙泥烟叶细胞叶



图 2 不同类型土壤植烟成熟期烟叶显微结构(放大倍数 400×)
Fig. 2 Microscopic structures of the tobacco leaves at maturity stage in different types of soils (magnify multiple 400×)
第 4期 邱立友等: 皖南不同类型土壤植烟成熟期烟叶的基因差异表达和显微结构的比较 753




图 3 不同类型土壤植烟成熟期烟叶叶绿体超显微结构图(放大倍数 15 060×)
Fig. 3 Ultramicroscopic structures of the chloroplast in tobacco leaves at maturity stage cultivated in different types of soils
(magnify multiple 15 060×)



图 4 不同类型土壤植烟成熟期烟叶叶肉细胞超显微结构图(放大倍数 6 006×)
Fig. 4 Ultramicroscopic structures of the mesophyll cell in tobacco leaves at maturity stage in different types of soils
(magnify multiple 6 006×)

绿体中淀粉粒相对较多, 嗜饿颗粒较少, 而水稻土和粉沙
土烟叶细胞叶绿体中淀粉粒相对较少, 嗜饿颗粒较多, 尤
其是粉沙土烟叶细胞叶绿体中嗜俄颗粒最多。当叶绿体衰
老, 片层解体类囊体降解时, 嗜锇滴体积逐渐增大、数量
增多。因此, 麻沙土和麻沙泥的烟叶细胞叶绿体仍保持相
对旺盛的活力 , 而粉沙土和水稻土的烟叶细胞叶绿体的
活力较弱, 类囊体逐渐降解。
3 讨论
在皖南 4 种不同类型土壤麻沙土、麻沙泥、粉沙土
和水稻土植烟, 焦甜香特色香气风格以麻沙土最为突出,
其次是麻沙泥, 粉沙土和水稻土不明显或很弱。本文采用
美国 Affymetrix 公司的拟南芥 ATH1-121501 Genome
Array 基因表达谱芯片和显微技术对皖南 4种不同类型土
壤植烟成熟期烟叶基因的差异表达和叶片的显微和超显
微结构进行了分析 , 探讨土壤类型对烤烟焦甜香特色风
格形成的影响。结果表明, 与水稻土相比, 麻沙土植烟成
熟期烟叶上调表达的基因主要是细胞生长和与氧化胁迫
有关的基因, 下调表达的主要是光合作用和蛋白质、磷脂
合成的基因。麻沙泥植烟上调表达的基因主要有与生长素
运输和多糖合成有关的基因及与蛋白质和氨基酸分解有
关的基因。粉沙土植烟上调表达的基因主要是与干旱胁迫
有关的基因和与纤维素、果胶质、淀粉和蛋白质分解有关
的基因。麻沙土和麻沙泥植烟成熟期烟叶细胞结构较完整,
叶绿体能正常发挥功能。粉沙土和水稻土植烟成熟期烟叶
的显微和超显微结构则明显表现出生长衰退迹象, 这可
能是其香气物质合成不足、焦甜香风格不明显的原因。
关于特色烟的形成机理的研究目前尚处于探索阶段,
国内外对特色稻米香稻形成机理的系统研究可能有一定
借鉴作用。香稻的香气物质有 200余种, 关键香气物质是
2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)[16], 其前体物是脯氨酸[17]。优质香
稻在泰国仅限于种植在东北部贫瘠干旱的沙性土壤中 ,
香气物质含量明显高于相邻的粘土 [18], 土壤的高渗透压
有利于香气物质的积累[19]。如在盐分(200 mmol L-1 NaCl)
胁迫下, 印度著名香稻品种 Gobindobhog 叶中 H2O2的含
量增加近 20倍, 2-AP含量大幅度提高。即使是非香稻品种
M-I-48在高渗透压下也能合成较多的 2-AP而富有香味[20]。
因此, 香米香气物质的合成机理可能是, 在干旱沙性土壤
中, 香稻长期受到高渗透压胁迫, 体内积累大量活性氧刺
激合成脯氨酸等抗氧化物质 , 以消除氧化胁迫并为香气
物质的合成提供了前体物质。类似的报道还有较高的土壤
盐分有助于枸杞体内有效药性成分枸杞多糖、胡萝卜素和
菜碱等抗氧化物质的积累[21-22]。
本研究表明 , 与香米香气物质的积累类似 , 土壤类
型对烤烟焦甜香特色风格的形成有较大的影响 , 可能也
与不同类型土壤对烤烟的干旱胁迫程度的差异有关。麻沙
754 作 物 学 报 第 35卷

土和麻沙泥土壤含沙比例较高, 土壤质地较轻, 具有一定
的保水保肥能力, 成熟期烟叶受到较高的干旱渗透胁迫,
体内积累较多的活性氧 , 但能够合成较多的抗氧化酶和
抗氧化物质, 及时清除活性氧, 减少活性氧对细胞的损伤,
保持一定的生长势 , 有利于合成较多的香气成分的前体
物质。而粉沙土由于含沙量高, 保水保肥能力差, 烟叶受
到过高的干旱渗透胁迫 , 合成的抗氧化酶和抗氧化物质
不能有效清除活性氧减少其对细胞的损伤 , 及早呈现生
长衰退现象, 烤烟香气成分前体物质的合成不足。水稻土
植烟, 由于土壤比较粘重通透性差, 影响烤烟根系发育
和地上部分的生长 , 受到高温和强光胁迫不能及时清除
活性氧, 烟叶生长出现早衰, 加上活性氧保护系统的差异,
同样香气成分前体物质的合成不足 , 可能对焦甜香风格
的彰显不利。
References
[1] Liu G-S(刘国顺), Yang C(杨超), Zu C-L(祖朝龙), Qiu L-Y(邱立
友), Feng Y(冯云). Study on edaphon dynamics in four types of
soil. Acta Tab Sin (中国烟草学报), 2007, 13(5): 38–43(in Chi-
nese with English abstract)
[2] Yang C(杨超), Liu G-S(刘国顺), Qiu L-Y(邱立友), Zu C-L(祖
朝龙), Wang F(王芳). A primary investigation of microorganism
population in different types of tobacco planting soils. Chin Tob
Sci (中国烟草科学), 2007, 28(5): 31–36(in Chinese with English
abstract)
[3] Miao F(苗芳 ), Zhang S-W(张嵩午 ). Microstructure and
ultrastructure changes of flag leaf during the anthesis bearing
stage of wheat. J Northwest A&F Univ (Nat Sci Edn)(西北农林
科技大学学报·自然科学版), 2004, 32(suppl): 6–10
[4] Aubourg S, Kreis M, Lecharny A. The DEAD box RNA helicase
family in Arabidopsis thaliana. Nucl Acids Res, 1999, 27: 628–
636
[5] Riechmann J L, Heard J, Martin G, Reuber L, Jiang C Z, Keddie J,
Adam L, Pineda O, Ratcliffe O J, Samaha R R, Creelman R, Pil-
grim M, Broun P, Zhang J Z, Ghandehari D, Sherman B K, Yu G
L. Arabidopsis transcription factors: Genome-wide comparative
analysis among eukaryotes. Science, 2000, 290: 2105–2110
[6] Liu Q(刘强), Zhang G-Y(张贵友), Chen S-Y(陈受宜). Structure
and regulatory function of plant transcription factors. Chin Sci
Bull (科学通报), 2000, 45(14): 1465–1474 (in Chinese with
English abstract)
[7] Abe M, Takahashi T, Komeda Y. Cloning and characterization of
an L1 layer-specific gene in Arabidopsis thaliana. Plant Cell
Physiol, 1999, 40: 571–580
[8] Cvrčková F, Novotný M, Pícková D, Zárský V. Formin homology
2 domains occur in multiple contexts in angiosperms. BMC Ge-
nomics, 2004, 5: 44. DOI: 10.1186/1471-2164-5-44
[9] Li C B, Gao F, Zhong Y W, Wei C H, Li Y. Cloning and func-
tional analysis of tobacco pectin methylesterase. Prog Biochem
Biophys, 2004, 31: 643–649
[10] Ogawa T, Pan L, Kawai-Yamada M, Yu L H, Yamamura S, Ko-
yama T, Kitajima S, Ohme-Takagi M, Sato F, Uchimiya H. Func-
tional analysis of Arabidopsis ethylene-responsive element bind-
ing protein conferring resistance to Bax and abiotic stress-
induced plant cell death. Plant Physiol, 2005, 138: 1436–1445
[11] Romeis T, Piedras P, Zhang S Q, Klessig D F, Hirt H, Jones J D G.
Rapid Avr 9- and Cf-9-dependent activation of MAP kinases in
tobacco cell cultures and leaves: Convergence of resistance gene,
elicitor, wound, and salicylate responses. Plant Cell, 1999, 11:
273–287
[12] Inada S, Ohgishi M, Mayama T, Okada K, Sakai T. RPT2 is a
signal transducer involved in phototropic response and stomatal
opening by association with phototropin 1 in Arabidopsis
thaliana. Plant Cell, 2004, 16: 887–896
[13] Chen Y, Yang X, He K, Liu M, Li J, Gao Z, Lin Z, Zhang Y,
Wang X, Qiu X, Shen Y, Zhang L, Deng X, Luo J, Deng X W,
Chen Z, Gu H, Qu L J. The MYB transcription factor superfamily
of Arabidopsis: Expression analysis and phylogenetic comparison
with the rice MYB family. Plant Mol Biol, 2006, 60: 107–124
[14] Babula D, Misztal L H, Jakubowicz M, Kaczmarek M, Nowak W,
Sadowski J. Genes involved in biosynthesis and signalisation of
ethylene in Brassica oleracea and Arabidopsis thaliana: Identifi-
cation and genome comparative mapping of specific gene homo-
logues. Theor Appl Genet, 2006, 112: 410–420
[15] Paul S, Gable K, Dunn T M. A six-membrane-spanning topology
for yeast and Arabidopsis Tsc13p, the enoyl reductases of the mi-
crosomal fatty acid elongating system. J Biol Chem, 2007, 282:
19237–19246
[16] Buttery R G, Ling L C, Juliano B O, Turnbaugh J G. Cooked rice
aroma and 2-acetyl-1-pyrroline. J Agric Food Chem, 1983, 31:
823–826
[17] Yoshihashi T, Huong N T T, Inatomi H. Precursors of 2-acetyl-1-
pyrroline, a potent flavor compound of an aromatic rice variety. J
Agric Food Chem, 2002, 50: 2001–2004
[18] Yoshihashi T, Nguyen T T H, Kabaki N. Area dependency of
2-acetyl-1-pyrroline content in an aromatic rice variety, Khao
Dawk Mali 105. Jarq-Japan Agric Res Q, 2004, 38: 105–109
[19] Tuteja N. Mechanisms of high salinity tolerance in plants. Me-
thods Enzymol, 2007, 428: 419–438
[20] Roychoudhury A, Basu S, Sailendra N. Sarkar S N, Sengupta D
N. Comparative physiological and molecular responses of a
common aromatic indica rice cultivar to high salinity with
non-aromatic indica rice cultivars. Plant Cell Rep, 2008, 27:
1395–1410
[21] Wei Y-Q(魏玉清), Xu X(许兴), Wang P(王璞). Physiological re-
sponses of Lycium barbarum L. under soil salt stress. Chin Agric
Sci Bull (中国农学通报), 2005, 21(9): 213–217(in Chinese with
English abstract)
[22] Niu Y(牛艳), Xu X(许兴), Zheng G-Q(郑国琦), Wei Y-Q(魏玉
清). Study on relationships between soil fertilizer and salt and
polysaccharide and total sugar of Lycium barbarum different re-
gions of Ningxia. Chin Agric Sci Bull (中国农学通报), 2006,
22(12): 51–69(in Chinese with English abstract)