氮代谢相关酶的研究进展

氮代谢是植物体内的基本生理代谢过程之一,包括氮素同化、积累和蛋白质合成等过程,与植物的生长发育、产量和品质的联系非常密切。氮代谢的生理过程在酶的催化下完成,与氮代谢的生理过程密切相关的酶有：硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、转氨酶(谷氨酸草酰乙酸转氨酶、谷氨酸丙酮酸转氨酶)、谷氨酸合酶、谷氨酸脱氢酶等关键酶。这5种酶在植物氮代谢过程中具有重要的作用,简要介绍这几种酶的基本结构与特性、对作物生长发育的调控等,为进一步探究氮代谢研究机制提供有益的参考。     

氮、磷、钾对菘蓝生长和氮代谢相关酶的影响研究

[目的]研究氮、磷、钾对菘蓝生长和氮代谢相关酶的影响。[方法]采用砂培方法栽培菘蓝,测定不同氮磷钾配比处理下,菘蓝生物量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性。[结果]菘蓝营养生长各阶段对氮磷钾需求不同,营养生长后期氮磷钾的共同作用对菘蓝生物量积累有重要影响,根冠比以低氮水平下较高;一定氮素水平下,增加钾水平促进了菘蓝叶片硝酸盐的积累,叶片NR活性受到氮和钾的共同作用的影响,GS活性与氮钾水平及二者比例有关。[结论]氮、磷、钾等营养成分对菘蓝生长和氮代谢相关酶均有影响。     

玉米穗位叶碳氮代谢的关键指标测定

碳、氮代谢是植物体内最主要的两大代谢过程,玉米一生中碳、氮代谢的协调在很大程度上决定着产量结果。实验用可见分光光度法对不同施氮水平下玉米穗位叶的碳氮代谢指标进行了检测。结果表明,施氮量在120～180 kg?hm-2间明显促进玉米穗位叶蔗糖的积累,在120～240 kg?hm-2间明显促进碳代谢的关键酶蔗糖磷酸合成酶（SPS）、氮代谢的关键酶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性的增强。     

盐胁迫下小麦氮代谢关键酶活性及籽粒品质研究

[目的]为冬小麦耐盐性鉴定提供科学依据。[方法]研究了2种氮肥条件对2个不同耐盐性小麦品种的氮代谢关键酶活性及籽粒品质的影响。[结果]N2处理的小麦旗叶硝酸还原酶（NR）和谷胺酰氨合成酶（Gs）活性均高于N1处理。耐盐小麦品种的籽粒综合品质性状在N2处理的表现优于N1处理。[结论]小麦耐盐性不同,对土壤条件的要求不同,适宜的条件提高了氮代谢关键酶的活性,利于改善小麦品质。     

植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展

内生菌与植物共生能够提高宿主的氮吸收与氮代谢水平,这可能是由于内生菌在植物体内引发的多种效应的综合结果.植物内生菌能够通过促进植物根系发育和固氮作用为宿主植物提供更多的无机氮素;能够通过分泌多种胞外酶系如漆酶、蛋白水解酶等使宿主植物更好地利用有机氮素;能够提高宿主氮代谢关键酶如硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶的活性;能够提高宿主植物激素水平和维生素含量从而促进宿主氮代谢;能够通过影响宿主植物氮代谢促进宿主植物分蘖、提高宿主植物叶绿素含量和光合速率等等.综述了国内外关于植物内生菌促进宿主氮代谢的相关报道,归纳了植物内生菌影响宿主氮素吸收与代谢的可能机制,并展望了关于植物内生菌促进宿主氮代谢机制方面的研究方向.     

羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

为研制开发提高玉米籽粒蛋白质含量的新型植物生长调节剂，采用田间小区试验，研究了羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢关键酶的调控效果。结果表明，羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢具有一定的调控作用，可显著提高玉米功能叶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酰胺转化酶、蛋白水解酶和玉米籽粒的谷氨酰胺合成酶活性，降低玉米籽粒的蛋白水解酶活性，并能明显增加玉米籽粒的全氮、蛋白氮含量。     

植物硝酸还原酶功能的研究进展

硝酸还原酶(Nitrate Reductase,简称NR)是高等植物氮素同化的限速酶,可直接调节硝酸盐还原.从而调节氮代谢,并影响到光合碳代谢.发掘NR新的生理功能并探讨其作用机理具有重要的理论和实际意义.随着分子生物学技术的迅猛发展.可以从分子水平上深入了解NR的生理功能及作用机制;此外还可能由此了解氮代谢及其与其他生理过程之间的关系;同时也深入了解NR、NO与植物抗逆性的关系;以及研究硝酸还原酶的展望.     

花后酸雨和渍水胁迫对小麦氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质组成的影响

[目的]探讨花后酸雨和渍水胁迫对小麦氮代谢关键酶活性和籽粒蛋白质组成的影响,为小麦抗逆调优栽培提供理论依据。[方法]以小麦品种‘汶农17’和‘扬麦16’为材料,采用盆栽的方式,于开花期进行酸雨和渍水处理,试验设6个处理,以喷施p H5.6酸雨处理为对照,研究了花后酸雨、渍水及其复合胁迫对小麦氮代谢关键酶活性和籽粒中蛋白质及其各组分含量的影响。[结果]与对照相比,花后酸雨、渍水和酸雨渍水复合胁迫均降低了‘汶农17’旗叶中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性和籽粒中谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶活性,灌浆前期提高了内肽酶活性而灌浆后期降低了此酶活性,最终导致籽粒中蛋白质及其组分含量和谷/醇比显著降低。花后酸雨提高了‘扬麦16’旗叶中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和内肽酶活性及籽粒中谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶活性,显著提高了籽粒中总蛋白含量和醇溶蛋白含量,但是显著降低了其谷/醇比。渍水处理和酸雨渍水复合胁迫均降低了‘扬麦16’旗叶中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及籽粒中谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶活性,提高了灌浆前期内肽酶的活性而降低了灌浆后期此酶的活性,籽粒中蛋白质及其组分含量和谷/醇比显著降低。[结论]酸雨对不同小麦品种影响不同,酸雨抑制了‘汶农17’的氮代谢,降低了成熟期籽粒中蛋白质及各组分含量,促进了‘扬麦16’的氮代谢,提高了成熟期籽粒中蛋白质及各组分含量。渍水和酸雨渍水复合胁迫均抑制了小麦氮代谢过程导致最终籽粒中总蛋白含量降低。     

外源氮对盐胁迫条件下长春花生长和氮代谢途径的影响1）

以药用植物长春花（ Catharanthus roseus （ L．） G．Don）为对象,研究不同形态外源氮供应条件下,长春花生长发育与体内氮代谢响应盐胁迫的变化特点。结果表明,无盐胁迫条件下,不同形态氮源供应对长春花生长影响不显著,但硝态氮与氨态氮混合供应的情况下,硝酸还原酶（ NR）和谷氨酰胺合成酶（ GS）的活性及游离氨基酸总质量分数显著高于其他氮源条件下的;在盐胁迫条件下,硝态氮和氨态氮混合供应显著增加了叶片生物量积累,同时,NR活性也显著提高。总体上,混合氮源供应可以减少盐胁迫对长春花的伤害。这种作用可能与氮代谢过程中关键酶活性的增加有关,特别是与氨代谢有关的酶有关,适量的氨离子可以节省植物代谢硝态氮的能量。     

钼提高植物抗逆性研究进展

钼（Mo）作为植物必需的微量元素,在促进植物生长发育和增强植物抗逆性方面发挥着关键作用。植物对钼的吸收转运主要受到钼酸盐转运蛋白基因MOT1和MOT2调控,钼进入植物体内以含钼酶形式参与植物生长代谢,其中对植物抗逆性方面的调控主要表现为：钼通过含钼酶硝酸还原酶、醛氧化酶、黄嘌呤脱氢酶影响植物体内的光合碳氮代谢、激素合成和活性氧代谢进而调控植物抗寒性;钼通过硝酸还原酶和醛氧化酶介导的信号转导过程调控根系发育、养分水分利用及抗旱基因表达,进一步影响脂质合成与代谢调控植物抗旱性;最新研究还发现钼在植物适应盐胁迫、缓解重金属胁迫方面也具有重要作用。这些研究结果为通过钼营养调控提升植物的抗逆性提供了新思路。     

硝酸钙泥、硝酸镁泥肥料化的土壤效应

利用盆栽试验研究了硝酸钙泥、硝酸镁泥及其与有机、无机肥料配合下对土壤肥力性状的影响。结果表明:施肥处理使土壤pH值、含盐量、有机质和全氮含量增加。其中Ca+W和Mg+W处理的土壤含盐量和全氮含量与CK处理之间差异显著,含盐量分别增加了0.202个百分点和0.162个百分点,全氮含量分别增加了54.68%和51.23%;Ca+Y和Mg+Y处理的土壤pH值、有机质含量与CK处理之间差异显著,pH值分别增加了0.38和0.36,有机质分别增加了70.51%和31.63%。由此可见,硝酸钙泥、硝酸镁泥与无机肥料或者有机肥料配合施用对土壤具有良好的改良作用,其次为与无机有机肥料配合施用。但盐分是影响硝酸钙和硝酸镁泥肥料化的主要因素。因此,硝酸钙泥、硝酸镁泥可与有机、无机肥料配置成复混肥料实现农业资源化利用,但须合理施用。     

硝酸还原酶抑制剂和NH+4对不同基因型水稻苗期NO-3吸收的影响

在不同培养方式(水培和土培)下，选择4种不同基因型水稻(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、杂交粳稻)，研究其苗期NH4^ 及硝酸还原酶抑制剂对NO3^-吸收的影响。结果表明：土培条件下，NH4^ 对NO3^-吸收的抑制主要表现在粳稻上，对杂交粳稻的抑制尤为明显；硝酸还原酶抑制剂对粳稻NO3^-吸收的抑制程度大于其对籼稻的抑制。水培条件下，NH4^ 能较大程度地降低杂交粳稻对N3^-的吸收；在硝酸还原酶活性(NRA)受抑制后，对杂交粳稻NO3^-吸收的影响却很小，说明NH4^ 对NO3^-吸收的影响并非完全通过影响硝酸还原酶的活性来完成。     

蔬菜的硝酸盐污染及防控措施

由于不合理的种植手段,造成了蔬菜的硝酸盐污染,影响蔬菜的品质,威胁人类的身体健康和生命安全.通过重视施用有机肥,合理施用氮肥;注意施肥时期和施肥种类;不同季节使用正确栽培设施;使用硝化抑制剂(氮肥增效剂)等技术手段,可以明显减少硝酸盐在蔬菜中的残留,对发展绿色无公害蔬菜生产和提高人民生活水平有十分重要的意义.     

复合氨基酸对叶萝卜硝态氮吸收和同化的影响

以叶萝卜为试材,采用水培法研究了外源复合氨基酸(由等浓度的丙氨酸、β-丙氨酸、天冬氨酸、天冬酰氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺和甘氨酸组成)处理对叶萝卜NO3-吸收和同化过程的影响。研究结果表明,浓度为0.3 mmol/L的复合氨基酸处理对NO3-的吸收比对照低38%,浓度为3.0 mmol/L的复合氨基酸处理对NO3-的吸收比对照高305%,并且与NO3-同化相关的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性都相应增加,氨基酸处理后NO3-成分也有所增加。说明高浓度的复合氨基酸处理能促进植物对NO3-的吸收和同化。     

反射仪-硝酸根试纸法现场速测蔬菜硝酸盐水平及其应用

通过结球甘蓝、白菜和黄瓜的田间试验,研究了用反射仪-硝酸根试纸法田间现场速测黄瓜、白菜和结球甘蓝叶柄汁液硝酸根含量与土壤硝酸根含量、施氮量、蔬菜食部硝酸盐含量和产量的关系。结果表明,结球甘蓝心叶外第3展开叶叶柄中段、白菜心叶外第2展开叶叶柄中段、黄瓜心叶下第3叶叶柄中段、叶柄汁液硝酸盐浓度与施氮量和产量都有极显著和显著相关性,灵敏地反映了蔬菜及其土壤的硝酸盐水平。用于3种蔬菜氮素营养诊断推荐追肥,氮肥用量比常规高产施氮量减少40.7%￣66.4%,从而最大限度地控制过量化肥对蔬菜和环境的污染。结球甘蓝播种后40d心叶外第1、2和3展开叶叶柄汁液硝酸盐浓度与土壤硝酸根含量极显著和显著线性相关。反射仪-硝酸根试纸法现场测定外叶叶柄汁液硝酸盐含量与按GB/T15401-94的方法实验室测定可食部分硝酸根含量极显著线性相关。反射仪-硝酸根试纸法快捷简便,是蔬菜氮素营养诊断和蔬菜硝酸盐含量监测的理想的现场速测技术。     

Changes of Nitrate Reductase Activity in Cucumber Seedlings in Response to Nitrate Stress

In China, nitrogen fertilizer application rates in intensive agricultural systems have increased dramatically in recent years, especially in protected vegetable production systems. This excessive use of nitrogen fertilizer has resulted in soil secondary salinization, which has become a significant environmental stress for crops such as cucumber, in the protected farmland of China. So it is necessary to illuminate how crops respond to nitrate stress. The objective of this work was to examine the effects of increased nitrate concentration [14 （CK） and 140 mmol L^-1 （T）] on NO3- concentration, and in vitro and in vivo nitrate reductase activities in the roots and leaves of cucumber （Cucumis sativus L. cv. Xintaimici） seedlings with hydroponic culture. The results showed that the NO3- concentration in the roots and leaves of T seedlings significantly increased over treatment course, and at 12 d increased by 1.08 and 1.72 times with respect to CK seedlings, respectively; in vitro nitrate reductase activity of T was increased dramatically to 1.74 times of CK in the roots at 2 d and 1.56 times of CK in the leaves at 6 d, and then decreased. At 12 d, in vitro activity was still 24.3% higher in the roots and only 9.9% lower in the leaves than CK. Compared with in vitro nitrate reductase activity, in vivo activity responded differently to the increase of treatment time. At the beginning, in vivo nitrate reductase activity in the roots and leaves of T had no significant difference from CK, whereas with the increase of treatment duration, the activity decreased. At 12 d, in vivo activity in the roots and leaves of T lowered by 20.1 and 52.8% with respect to CK, respectively. This evidence suggests that posttranslational activation of nitrate reductase in cucumber seedlings may be seriously inhibited by nitrate stress.     

硝化抑制剂对小白菜产量、硝酸盐含量及营养累积的影响

通过土培盆栽试验,以硝态氮∶铵态氮为 2∶3 的处理为对照,研究分别添加3种硝化抑制剂(双氰胺、咪唑、吡啶)对小白菜产量、硝酸盐含量、植株氮磷钾累积量及其土壤硝态氮和铵态氮含量的影响.结果表明:分别添加3种硝化抑制剂能提高小白菜产量6.06%～28.55%,提高植株氮累积量2.38%～38.42%,降低蔬菜硝酸盐含量2.69%～19.66%,而对小白菜植株磷、钾的累积量及小白菜收获后土壤硝态氮和铵态氮含量的增减效果表现不一.     

氮钾钼对蕹菜硝酸盐积累和硝酸还原酶活性的影响

为寻求降低蕹菜硝酸盐含量，且有利于提高产量的最优施肥方案，采用水培法和3因素5水平正交旋转组合设计，建立了N，K，Mo施用量与蕹菜硝酸盐含量的数学模型．结果表明：适量施用K，Mo肥可提高蕹菜硝酸还原酶(NR)活性，从而控制因施N肥而引起硝酸盐在植株体内的积累．经数学模拟和综合选优，理论上得到水培蕹菜N，K，Mo施用最优组合方案：N354．9—382．2mg/L，K514．8—557．7mg／L，Mo62．4—81．6μg/L．     

蔬菜硝酸盐污染及防治措施

论述了硝酸盐对人体的危害 ,人体硝酸盐来源及主要城市蔬菜硝酸盐污染现状。分析了影响蔬菜硝酸盐累积的内外因素 ;针对国内蔬菜硝酸盐污染普遍严重的现状 ,提出了降低蔬菜硝酸盐污染的措施。     

地下水硝酸盐污染的控制对策及去除技术

对地下水中硝酸盐的危害、来源进行了阐述,并就此提出了相应的修复和去除技术,比较了各种方法的优缺点,尤其是对今后的发展方向进行了探讨。