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碳代谢是烟草生长发育与调制加工过程中最基础的代谢活动之一,对烟叶的产质量有重要影响。为明确烤烟成熟期和调制过程中碳代谢酶活性及基因表达的变化规律,以秦烟96和豫烟6号中部叶为试验材料,测定烤烟成熟期可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、还原糖和可溶性总糖)含量、淀粉含量及组分比例、糖代谢和淀粉代谢相关酶活性,并对糖代谢和淀粉代谢相关酶基因的表达量进行qRT-PCR检测;测定烤烟烘烤过程中淀粉、还原糖与可溶性总糖含量以及淀粉酶与淀粉磷酸化酶活性,并对烘烤期间烟叶淀粉代谢相关酶基因的表达量进行qRT-PCR检测,探究烤烟成熟期与调制期间碳代谢分子调控机理。研究结果表明:1、在整个烤烟成熟期,随着烟叶的成熟,叶片内葡萄糖、果糖、麦芽糖、还原糖、可溶性总糖含量先升高后降低,叶片成熟时其含量达到峰值;烟叶蔗糖含量在烤烟成熟期内呈双峰波动的变化趋势,叶片成熟时烟叶蔗糖含量较低。烤烟成熟的不同阶段中对烟叶糖代谢活动进行调控的主要影响物质不同,烤烟打顶至适熟阶段,烟叶糖代谢活动中SPS和AI活性对各可溶性糖的积累有重要调控作用,烟叶NtINV基因对叶片糖代谢活动起主要调控作用;烤烟适熟至过熟阶段,烟叶AI活性对叶片糖代谢活动起主要调控作用,烟叶NtSS和NtSPS基因对叶片糖代谢活动的调控作用较强。相同生态条件和栽培管理下,豫烟6号烟叶糖分积累较多,糖分含量更充实。2、烟叶成熟期碳水化合物积累主要是淀粉,随着烤烟的成熟,烟叶淀粉(直链淀粉、支链淀粉)含量先上升后下降,烟叶生理成熟期其含量最高。烤烟打顶至适熟阶段,烟叶AGPase与GBSS I活性对叶片直链淀粉的合成影响作用最大,烟叶NtGBSSI基因对直链淀粉的积累起关键调控作用;烟叶SSS、SBE与DBE活性对烟叶支链淀粉积累起重要作用,烟叶NtSBE与NtDBE基因对支链淀粉的积累起重要调控作用。当烟叶过熟时,淀粉酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶)主要调控烟叶的淀粉代谢。相同生态条件和栽培管理下,秦烟96烟叶积累更多的淀粉,且支链淀粉比例更高,SBE和DBE活性的差异可能是造成烟叶直链淀粉和支链淀粉比例比例不同的重要原因。3、烟叶调制期间碳分解代谢活动旺盛,调制期间烟叶淀粉含量整体呈先快速下降、再缓慢下降、最后逐渐平稳的变化规律,淀粉降解集中在烟叶变黄前、中期,不同阶段淀粉降解状况不同,烟叶烘烤96 h后,叶片中淀粉含量趋于稳定,还原糖与可溶性总糖含量随着烘烤进行快速增加,之后其含量趋于稳定。烟叶调制期间淀粉酶与淀粉磷酸化酶是淀粉降解的限速酶,调制期间烟叶淀粉酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶)与淀粉磷酸化酶活性呈双峰波动的变化趋势,其中淀粉酶分别于烘烤36 h、72 h达到峰值,淀粉磷酸化酶活性达到峰值的时间略早于淀粉酶。烘烤过程中烟叶淀粉代谢相关酶基因表达量发生明显改变,Ntα-amylase表达量随着烟叶的烘烤先升高后降低,Ntβ-amylase基因表达量在烘烤12 h时达到最高,烘烤过程中烟叶淀粉代谢较强。