影響煙草次生代謝產(chǎn)物因素的研究進展

　　摘要
　　煙草次生代謝產(chǎn)物直接或間接地影響煙草的內(nèi)在質(zhì)量。該類物質(zhì)的分析研究已成為國內(nèi)外煙草研究重點領域之一。該研究綜述了影響煙草次生代謝產(chǎn)物主要因素及其當前的研究現(xiàn)狀，并且指出利用植物次生代謝基因工程來改善煙葉品質(zhì)將是未來發(fā)展方向之一。
　　關鍵詞煙草；次生代謝產(chǎn)物；因素
　　中圖分類號S572文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）28-09678-04
　　Research Advances in Factors Influencing the Secondary Metabolites of Tobacco
　　YANG Jingguo， ZHANG Li， JI Houwei* et al（Technology Center， China Tobacco Guizhou Industrial Co. Ltd， Guiyang， Guizhou 550009）
　　AbstractThe secondary metabolites of tobacco directly or indirectly affect tobacco intrinsic quality. The analysis and research of this kind of material has become one of the important fields of tobacco research at home and abroad. This paper summarizes the main factors influencing secondary metabolites of tobacco and its current research situation， and points out that the use of plant secondary metabolism genetic engineering to improve the quality of tobacco leaf will be one of the future development direction.
　　Key wordsTobacco； Secondary metabolites； Factors
　　次生代謝（Secondary metabolism） 是指存在于植物、動物和微生物中有別于初生代謝（Primary metabolism） 的一類特殊而又復雜的代謝類型。植物次生代謝物不僅為人類提供豐富的藥物、香料和工業(yè)原料，對人類的生產(chǎn)生活具有重要作用，而且一些次生代謝物則與機體抗性、信號傳導、適應性調(diào)節(jié)、生長發(fā)育以及植物的花色香味等現(xiàn)象有關[1]。因此，對植物次生代謝物的研究已成為當前植物學領域的研究熱點。
　　煙草中的生物堿及主要香氣前體物質(zhì)如萜烯、醇類、酸類、脂類、酚類等大多數(shù)物質(zhì)均是次生代謝產(chǎn)物。生物體主要利用某些初生代謝產(chǎn)物為原料，在一系列酶的催化作用下，形成一類并非植物生長發(fā)育所必需的小分子有機化合物，其產(chǎn)生通常有種屬器官組織以及生長發(fā)育時期的特異性[2]。從煙葉可用性的觀點出發(fā)，左天覺[3]認為田間生長和管理、煙葉適熟采收和適當?shù)恼{(diào)制等生產(chǎn)過程會影響煙葉的物理和化學特性，而這些特性的變化又會直接或間接地影響煙草及其制品的內(nèi)在質(zhì)量和安全性。因此，分析不同生產(chǎn)過程中煙草代謝產(chǎn)物的動態(tài)變化，對提高煙葉品質(zhì)和卷煙質(zhì)量具有重要意義。筆者對近年來影響煙草次生代謝產(chǎn)物因素的研究進行了綜述，旨在為煙草品質(zhì)的提高提供參考。
　　1煙株生長和管理對煙草次生代謝產(chǎn)物的影響
　　煙株的生長發(fā)育不僅取決于遺傳因素，而且受環(huán)境因子的調(diào)控和栽培措施的影響[4-5]。
　　1.1遺傳因素
　　煙草屬茄科（Solanaceae）煙草屬（Nicotiana），目前共發(fā)現(xiàn)66個種。在煙草的種中，大多數(shù)是野生的，只有紅花煙草（N. tabacum L.）和黃花煙草（N. rustica L.）等由于具有經(jīng)濟價值而被人工栽培。其中，紅花煙草是被通常栽培的煙草種，又被稱為普通煙草，是2個野生種N. sylvestris×N. tomentosiformis或N. octophora的雜交后代。
　　國內(nèi)外大量研究表明，基因型或品種會影響煙葉的代謝物組成和煙草及其制品的品質(zhì)。美國曾收集1 500個遺傳因子不同的煙草品系，在同一地點和同樣的栽培條件下種植。它們的次生代謝產(chǎn)物和產(chǎn)生的煙氣成分差異很大[6]。一些研究者分析了烤煙、白肋煙、馬里蘭煙和香料煙中揮發(fā)性酸的含量，發(fā)現(xiàn)幾種煙草揮發(fā)性酸的定量結(jié)果差異較大。其中，香料煙中異戊酸和β-甲基戊酸含量遠高于其他煙草，且C5和C6酸異/正異構(gòu)體比值也較高。這種組成特點賦予香料煙的特征香味[7]。Weeks等[8]比較了20世紀40～80年代主要烤煙品種的揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)不同品種的烤煙揮發(fā)性成分含量差異在0.05水平顯著。顧少龍等[9]對豫中地區(qū)9個不同基因型烤煙品種中化學成分和中性致香物質(zhì)含量進行了研究，發(fā)現(xiàn)常規(guī)化學成分和中性香味物質(zhì)在不同基因型間存在廣泛的差異。周冀橫等[10]研究表明，不同品種烤煙釋放的焦油量和稠環(huán)芳烴也存在差異。徐明康等[11]對涼山會東煙區(qū)3個基因型烤煙（紅花大金元、云85和云97）的外觀質(zhì)量、物理特性和化學成分及中性致香物質(zhì)含量進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)紅花大金元的品質(zhì)最好。常愛霞等[12]還發(fā)現(xiàn)，大白筋599的特異性香味性狀是由少數(shù)顯性或部分顯性基因控制的質(zhì)量性狀遺傳。
　　1.2環(huán)境因子
　　同一品種種植在不同地區(qū)，表現(xiàn)出差異顯著的香氣質(zhì)、香氣量和吃味等。我國學者根據(jù)燃吸煙葉的煙氣整體香氣特征，把栽培煙草的香氣分為烤煙型、白肋型、香料型、雪茄型、馬合煙型等。在烤煙型香氣的基本特征下，把我國數(shù)量最多、栽培面積最大的烤煙劃分為清香型、濃香型和中間香型三大類型[13]。一般認為，云南煙葉表現(xiàn)為典型的清香型，河南煙葉表現(xiàn)為典型的濃香型，而貴州地區(qū)煙葉則表現(xiàn)為中間香型[14]。不同地區(qū)煙葉表現(xiàn)出不同的香氣風格特征，是不同地區(qū)地形地貌、氣候條件和土壤條件等生態(tài)條件綜合作用的結(jié)果[15]。

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