硫肥不同用量对花生氮代谢的影响

为探讨花生在不同硫素水平下氮素代谢特点,选用606为试验材料,硫素设四个水平,测定不同生育时期主要氮代谢酶(硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH))活性和各器官蛋白质含量.结果表明,施用硫肥显著提高花生不同生育时期叶片中NR、GS、GOGAT和GDH活性;显著增加花生营养器官中蛋白质积累量和转移量,提高籽仁中蛋白质含量.其中施硫量为40kg/hm2时,氮代谢酶活性最大,籽仁蛋白质含量最高.     

高温对水稻灌浆期籽粒氮代谢关键酶活性及蛋白质含量的影响

 选用粳稻品种越光与籼稻品种IR72为材料,研究了高温对水稻灌浆期籽粒谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）、谷氨酸 草酰乙酸转氨酶（GOT）、谷氨酸 丙酮酸转氨酶（GPT）的活性及蛋白质与氨基酸含量的影响。结果表明,灌浆期高温下水稻籽粒GOGAT、GOT与GPT活性显著或极显著升高,但籽粒GS活性显著或极显著降低;籽粒蛋白质及氨基酸各组分含量极显著增加。高温下籽粒GS活性显著降低并未影响籽粒蛋白质的合成,认为籽粒GS不是限制水稻蛋白质合成的关键酶。     

转GDH基因棉花研究简报

高等植物氮素利用的主要途径是谷氨酰胺合成酶—谷氨酸合成酶 (GS—GOGAT)。植物本身虽都有谷氨酸脱氢酶(GDH)存在 ,但对铵 (NH4+ )的亲和力很低 ,即其米氏常数(Km)高 ,为 5～ 30 mmol· L-1,这样高的 NH4+浓度已对植物产生毒害 ,所以植物本身的GDH在氮素利用中实际不发生作用。目前国内外的研究工作主要集中在通过外源 GDH基因在转化植物中高效表达 ,来提高氮素利用率。中国科学院微生物研究所发现一类真菌的 GDH,其 Km很低 ,仅为 0 .3～ 0 .5 mmol·L-1。该基因核苷酸序列测定结果证明是一类新的 GDH基因 ,已被国际 Gen Bank…     

茶树叶片GDH、GS、GOGAT基因的克隆及荧光定量PCR分析

以4个茶树种质为试验材料,克隆得到茶叶中氨基酸合成转化关键酶基因：谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酰胺α-酮戊二酸氨基转移酶（GOGAT）的保守区。在GenBank登录号分别为：JN602371、JN602372、JN602373。通过SYBR Green I实时荧光定量PCR检测,发现GDH酶基因在茶树种质0314C（相对高氨基酸种质）中的表达显著增强,而在0212-15种质（相对低氨基酸种质）中却显著下降。GS、GOGAT酶基因在种质0314C中表达显著下降,而在0212-15、0318D种质中显著增强。通过回归分析,GS基因表达与茶氨酸、赖氨酸、丙氨酸呈负相关,而GDH与茶氨酸呈正相关。     

茶树谷氨酸合酶的提取与活性测定

长期以来,人们普遍认为谷氨酸脱氢酶(GDH)途径是氮素同化的主要途径,但1974年谷氨酸合酶(glutamatesynthase,GOGAT)的发现证明高等植物主要是通过谷氨酰胺合成酶(GS)/GOGAT途径进行氮的同化,GOGAT在这一途径中起着非常重要的作用.茶树是一种叶用作物,对氮素的需要量比较大,同时茶树也是喜铵作物,因此茶树体内催化氮素还原、同化的酶的活性与其氮素利用率有着非常密切的关系.伍炳华等(1991)和笔者(2003)的研究表明,硝酸还原酶(NR)和GS/GOGAT的活性与茶树的氮素利用率密切相关.因此,监测茶树体内这几种酶的活性可以对茶树的氮素利用率进行预测.茶树NR和GS的提取和活性测定前人已有研究,而GOGAT尚未见研究报道.笔者在研究不同品种茶树氮素利用率差异时,对GOGAT的提取与活性测定方法进行了研究,现就研究结果报道如下.     

锰胁迫对大豆氮代谢相关酶活性的影响

采用沙培的方法,以最适锰浓度为对照,设置重度锰缺乏(对照浓度的1/25,S1表示)、中度锰缺乏(对照浓度的1/5,S2表示)、中度锰过量(对照浓度的5倍,S3表示)、重度锰过量(对照浓度的25倍,S4表示)不同程度锰缺乏和锰过量处理,研究了锰胁迫对大豆氮代谢关键酶活性的影响。结果表明:不同程度锰缺乏胁迫抑制了叶片GS和GOGAT活性,而锰过量胁迫则起促进作用;锰缺乏胁迫对根GS无显著影响,锰过量胁迫则起抑制作用;不同程度锰胁迫对根GOGAT活性均起抑制作用,而对茎GS和GOGAT活性则无显著影响;重度锰胁迫(S1和S4)对叶片GDH起促进作用,轻度锰胁迫(S2和S3)起抑制作用;不同程度锰胁迫对茎和根GDH活性均起抑制作用。综合分析表明,大豆叶、茎、根GS、GOGAT、GDH活性对锰胁迫的响应不同,这可能与上述氮代谢相关酶在不同器官中的氮代谢功能、同工酶组成不同有关,并最终导致大豆氮代谢状况发生改变。     

高产花生氮素代谢相关酶活性变化的研究

采用田间小区试验,利用高产花生品种花育22号研究了不同生长发育时期植株各器官中硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化。结果表明,各器官中NRase活性随生育期的推进均呈逐渐下降的趋势,籽仁中的活性则远高于其他营养器官;叶片和根中GS活性的变化均呈单峰曲线,峰值均出现在结荚期,籽仁中GS活性含量最低;叶片中GDH活性变化较为复杂,茎和根中GDH活性均呈“V”字型曲线变化,根中峰谷滞后于茎,出现在花针期,而籽仁中GDH活性成熟期略高。     

高浓度CO2条件下水稻叶片氮含量下降与氮代谢关键酶活性的关系

利用FACE（Free Air Carbon Dioxide Enrichment）平台技术,研究了低氮（125 kg/hm2,以纯N计）和常氮（250 kg/hm2）水平下,高浓度CO2（周围大气CO2浓度+200 μmol/mol）对水稻不同生育期功能叶N代谢关键酶活性的影响。结果表明,高浓度CO2提高了叶片硝酸还原酶和蛋白水解酶的活性,两者在常N下的响应程度大于在低N下的响应程度;高浓度CO2降低了低N下叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶（NADH GDH）活性,常N水平下酶活性的下降趋势得到改变或缓解。由此可见,高浓度CO2条件下NO3-转化为NH4+加速,而NH4+进一步同化为有机N却受阻,而且,由于后期蛋白水解加速,将进一步加剧叶片N含量的下降。这是水稻叶片N含量下降的内在因素。而增施N肥,有利于同化酶的表达,降低叶片蛋白水解酶活力,从而缓解叶片N含量的下降。     

2个枇杷品种叶片氮代谢的比较

以‘东湖早’和‘早钟6号’枇杷为材料,研究其叶片氮含量和氮代谢相关酶活性,并探讨其间的相关性。结果表明,‘东湖早’枇杷春梢叶片氮含量、可溶性蛋白含量和氮代谢相关酶活性均显著高于‘早钟6号’,而2个品种的夏梢、秋梢和冬梢叶片则均无显著性差异。相关性分析表明,四个季节中,2个品种的叶片全氮含量均与NR、GS和GDH活性呈显著或极显著正相关;‘早钟6号’枇杷叶片氨态氮含量与NR和GS活性呈显著正相关,而‘东湖早’枇杷叶片氨态氮含量与NR和GS活性则呈不显著相关;2个品种的叶片硝态氮含量与NR、GS和GDH的活性均不存在显著相关性。     

不同氮素形态对专用小麦苗期氨同化关键酶活性的影响

为了给专用小麦氮素利用效率的提高提供依据,采用砂基水培方法,研究了强筋小麦豫麦34、郑麦9023、郑农16,中筋小麦豫麦49和弱筋小麦豫麦50一叶一心期叶片的氨同化关键酶(谷氨酰胺合成酶,GS;谷氨酸合成酶,GOGAT)活性和不同氮素形态(NH2-N、NH4 -N和NO-3-N)对四叶一心期氨同化关键酶活性的影响.结果表明,一叶一心期,不同类型专用小麦GS总活性表现为:弱筋型＞中筋型＞强筋型.胞质型GS(GS1)活性高于质体型GS(GS2).不同品种间GS1活性差异小,GS2活性差异极显著,且强筋型＞中筋型＞弱筋型.GOGAT活性表现为弱筋型和中筋型略高于强筋型.四叶一心期,强筋型品种和弱筋型品种GS活性以硝态氮处理最高,中筋型品种以尿素处理最高.同时,GS1活性均呈下降趋势,不受品种和氮素形态的影响;GS2受品种和氮素形态影响较大.NH4 -N下,中筋型和弱筋型小麦GS2活性均提高,强筋小麦均下降;NH2-N下,中筋小麦豫麦49的GS2活性持续提升,豫麦34的GS2活性保持平衡,其他品种均降低;NO-3-N下,强筋型和中筋型品种的GS2活性均下降,弱筋小麦增加.说明弱筋小麦GS2活性对氮的敏感性最强,其次是中筋型小麦,强筋小麦GS2受氮素的激活效应最弱.     

休闲期耕作对旱地小麦籽粒蛋白质形成及其相关酶活性的影响

为给旱地小麦高产优质栽培提供理论依据,通过大田试验研究了旱地小麦休闲期不同时间深翻、深松对0～300 cm土壤蓄水量、小麦籽粒蛋白质形成及其与氮代谢相关酶活性关系的影响.结果表明,休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好.休闲期耕作均显著提高了小麦蛋白质产量.耕作时间对籽粒蛋白质含量的影响因降雨年型不同而异,欠水年的休闲期耕作均显著降低了籽粒蛋白质含量;丰水年在麦收后15d耕作显著降低了籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则显著提高了籽粒蛋白质含量,尤其显著提高了醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,从而改善了品质.此外,丰水年麦收后45 d耕作可提高花后旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性、旗叶和籽粒谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,降低花后旗叶和籽粒谷氨酸脱氢酶(GDH)活性;籽粒蛋白质的累积在麦收后15d耕作条件下与籽粒GDH活性关系密切,而麦收后45 d耕作条件下与旗叶GS和GOGAT活性相关性较大.总之,旱地小麦休闲期耕作在不同降雨年型下均可起到良好的蓄水保墒作用,且欠水年效果较明显;耕作时间对土壤水分、小麦氮代谢酶活性、籽粒蛋白质及其组分含量具有较大的调控效应,休闲期雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,且深翻效果较好.     

环剥对毛叶枣叶片N同化能力和糖积累的影响

对当年春季抽生的毛叶枣(Indian jujube)枝条进行环剥,并以不环剥的枝条为对照,探讨环剥对毛叶枣叶片氮(N)同化能力和糖积累的影响.结果表明,环剥后能降低叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性,导致叶片总N含量降低;环剥使叶片可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量增加.     

密度对饲用杂交稻几种酶活性的影响及其与产量和蛋白质含量的关系

采用田间试验和生化分析等方法研究了密度对饲用杂交稻威优56的几种酶活性的影响及其与产量和蛋白质含量的关系。结果表明，密度降低能提高叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、谷氨酰胺合成酶（GS）以及籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGP）和GS的活性，且其叶片和籽粒的非蛋白氮、蛋白氮和全氮含量亦增加，从而使糙米蛋白质含量增加。合理密度为30万蔸／hm^2，其产量最高和糙米蛋白质含量较高，因此有利于饲料稻威优56高产与高蛋白质含量协同形成。这与在此密度下籽粒蔗糖合成酶（SS）和叶片蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性最高，以及籽粒和叶片的PEPC和GS活性较高相关。     

花前氮亏缺对水稻叶片氮代谢酶活性的影响

以籼型杂交稻中浙优1号和籼粳型杂交稻甬优12为材料,试验分析了花前不同时期氮亏缺处理对水稻叶片氮代谢酶活性的影响。结果表明,花前氮亏缺导致植株上3叶氮浓度、NR、GS、GOGAT、GOT和GPT酶活性大幅下降,GDH活性显著增长,且各叶位对花前氮亏缺敏感度总体上表现为剑叶倒2叶倒3叶;破口期亏氮对籼型杂交稻中浙优1号上3叶氮同化酶活性的影响远小于减数分裂期处理,与之相比,籼粳杂交稻甬优12对破口期亏氮胁迫仍较敏感,表明中浙优1号植株氮代谢酶的亏氮敏感性由减数分裂期至破口期逐步下降,对土壤速效氮的需求同步降低,甬优12则对土壤供氮存在更高需求。     

不同氮源对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4 -N)及混合态氮对4个栽培大豆品种结荚期植株进行诱导处理,研究不同氮源对叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及子粒蛋白质含量的影响.结果表明,NO3--N增加4个品种NR活性效果最好,其次是混合态氮,而NH4 -N的效果较差.从4个品种叶片的GS活性看,混合态氮和NH4 -N的处理效果好,而NO3--N的效果差;三种氮源处理4个基因型的子粒蛋白质含量都有不同程度的增加,增加的顺序与提高NR活性的顺序相同.说明施用三种氮肥能增加大豆品种子粒的蛋白质含量,而以施用硝酸钾的效果最佳.相关分析表明,大豆叶片NR活性与子粒蛋白质含量之间呈极显著正相关(r=0.663**),可以把结荚期叶片的硝酸还原酶活性作为选择高蛋白大豆材料的参考指标之一.     

稻草不同覆盖厚度对甘薯产量和氮代谢的影响

研究稻草不同覆盖厚度对甘薯产量和氮代谢的影响,并探讨甘薯产量、叶片氮含量与代谢相关酶活性之间的相关性,旨在筛选出适合甘薯栽培的最佳覆盖方式,为甘薯高产栽培提供理论依据。结果表明:(1)各覆盖处理的产量高低顺序为:"草2+土">"草4+土">"草">对照;(2)相关性分析表明,各处理的甘薯产量与叶片全氮含量呈显著正相关,与硝酸还原酶(NR)活性呈极显著正相关;叶片全氮含量与可溶性蛋白含量、NR、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均呈极显著正相关。综合各项指标认为,"草2+土"可用作甘薯栽培上适宜的覆盖方式,氮代谢相关指标可作为判断甘薯长势与产量高低的理论参考。      

粳稻超亲变异系籽粒谷氨酰胺合成酶基因表达特性及序列变异分析

选用籽粒蛋白质含量有显著差异的亲本和杂种后代超亲变异系,比较分析灌浆过程中籽粒蛋白质积累特性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性变化、GS基因mRNA表达量变化和基因碱基序列。结果表明,杂交后代通过籽粒蛋白质含量的连续定向选可获得超亲变异系,籽粒蛋白质积累量与基因型紧密相关;灌浆过程中籽粒GS活性呈单峰曲线变化,籽粒蛋白质含量与籽粒GS活性密切相关,而且籽粒GS活性也能产生超亲变异;在灌浆过程中籽粒蛋白质含量不同的亲本及超亲变异系籽粒GS1.3和GS2基因的mRNA表达量变化趋势基本一致,即随灌浆进程mRNA表达量逐渐增加,到抽穗后15~20d表达量最高,随后逐渐下降,呈单峰曲线变化;GS1.3和GS2基因mRNA表达量与籽粒蛋白质含量关系密切,GS基因mRNA表达量高的基因型籽粒蛋白质含量也高,而且超亲表达;尽管不同品种GS1.3和GS2基因碱基序列保守性很高,但不同品种水稻GS1.3和GS2基因的碱基序列和蛋白质氨基酸序列并不完全一致,存在着个别碱基不同的基因多态性,品种间有性杂交后代在基因分离和稳定过程中通过碱基的替换仍然能发生碱基的随机性变化及三联体密码和氨基酸的变化。