本研究为探索通过嫁接技术有效降低烟叶烟碱含量的技术及低烟碱烟叶的生产和可用性,于2017-2019年在河南省许昌市襄城县进行,通过以茄子为砧木,烤烟云烟87为接穗,采用盆栽试验初步研究了烟茄嫁接生产低烟碱烟叶的可行性和烟株生长发育、烟叶化学成分、烟叶质量特性和烟叶燃烧过程中烟气成分的变化,并用LC/MS技术,对烟茄嫁接后差异代谢物进行筛选,并对其进行主成分(PCA)、正交偏最小二乘法分析(OPLS-DA)辨别和KEGG代谢通路富集等非靶向代谢组学分析。旨在为通过农业措施选择性大幅度降低和调节烟叶烟碱含量提供新的方法,为超低烟碱含量烟叶生产可行性分析提供技术支持。主要研究结果如下:1、烟草与茄子嫁接,烟株植物形态和农艺性状无明显变化,烟叶烟碱含量降至极低水平,烤后烟烟叶烟碱含量比对照降低了 95%,假木贼碱和降烟碱含量也有所降低,但假木贼碱的下降比例较小,表明假木贼碱在叶片中有一定的合成能力,新烟草碱在鲜烟叶和烤后烟中均未检测到。烟茄嫁接的低烟碱烟叶受到烟青虫的青睐,在同一环境下,烟青虫优先选择烟茄嫁接的超低烟碱烟叶,当低烟碱烟叶面积为零时,烟青虫开始取食对照烟叶。在接穗底部通过培土诱发了不定根产生,促进了生物碱的合成,造成烟/茄培土处理的烟碱含量比烟/茄不培土处理明显增加。烟茄嫁接生产的超低烟碱含量烟叶,叶绿素含量显著高于对照,成熟较慢,氨基酸、蛋白质、总氮和淀粉含量升高,总糖、还原糖和腐胺含量降低。中性香气物质含量变化较小,但NNN、NNK、NAT和TSNAs含量显著降低,上部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低82.713%、79.461%和68.784%,中部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟对照低79.676%、79.799%和68.662%。卷烟烟气中烟碱含量大幅度降低,其中烟茄不培土烟叶比常规对照烟叶低94.118%,焦油、CO、总粒相物、水分和抽吸口数无显著差异。超低烟碱烟叶的香气质、浓度、刺激性和燃烧性无明显变化,香气量、杂气和余味与常规烟叶相比有不同程度的降低,劲头下降明显,消费者满足感、愉悦感、接受度显著降低。2、利用LC/MS技术分析烟茄嫁接后代谢通路的变化,结果显示一些代谢通路受到扰动。筛选出了生物碱、有机酸、氨基酸及其衍生物等29种差异显著的代谢物,其中上调的有17个,下调的有12个。通过差异代谢物进行通路富集分析,极显著富集的代谢通路有氨酰基-tRNA生物合成;烟碱酸与烟酰胺代谢;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;泛酸酯和辅酶A生物合成;β-丙氨酸代谢;精氨酸与脯氨酸代谢;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢;C5分支二元酸代谢;鸟氨酸、赖氨酸和烟酸生物碱的生物合成等,这些变化的代谢通路与氨基酸和生物碱的代谢有关,烟茄嫁接的生物碱和氨基酸代谢途径达极显著水平,说明烟茄嫁接影响了烤烟的碳氮分配和碳氮代谢。3、研究结果表明,通过嫁接技术选择性降低烟碱含量对烟叶化学成分含量、烟叶质量特性、卷烟烟气成分和代谢途径产生不同程度的影响,本研究为通过农业措施选择性降低和调节烟叶烟碱含量提供了新的途径,为超低烟碱含量烟叶生产可行性分析提供技术支持和理论依据。