纤维素作为电子供体对异化铁还原过程的影响

【目的】明确不同来源的铁还原微生物对纤维素的利用特征,探讨不同水稻土中铁还原微生物群落利用纤维素功能的差异,以及电子供体浓度与氧化铁还原的关系。【方法】以来源于吉林、天津、四川的水稻土为供试材料,分别采用土壤泥浆培养、水稻土微生物群落厌氧培养及纯培养试验方法,研究了添加纤维素作为电子供体对氧化铁微生物还原过程的影响。【结果】土壤泥浆厌氧恒温培养试验表明,与不添加纤维素的对照相比,添加5~40 g/L纤维素后,四川、吉林和天津水稻土中Fe(Ⅲ)还原的最大潜势分别增加10.5%~16.0%,-1.9%~0.6%及5.3%~14.4%,反应速率常数分别增加19%~89%,53%~96%及75%~164%,最大反应速率(Vmax)分别增加37%~109%,41%~79%及74%~148%。不同纤维素处理间的pH值有明显变化。在接种吉林、天津、四川和湖南水稻土微生物群落的处理中,当纤维素质量浓度为2~10 g/L时,其Fe(Ⅱ)的累积量分别为341.62~493.87,90.75~246.78,164.02~540.16和235.47~488.75 mg/L。随着添加纤维素浓度的增大,Vmax亦呈增大趋势。12株铁还原菌株的纯培养试验中,有4株菌的Fe(Ⅲ)还原率达到20.9%~23.6%,6株菌的Fe(Ⅲ)还原率为16.17%~19.94%,2株菌的Fe(Ⅲ)还原率仅为9.64%和9.66%。【结论】添加纤维素可使Fe(Ⅲ)还原的最大反应速率及速率常数增加,添加的纤维素浓度越大,其增加幅度越大。不同水稻土微生物群落,利用纤维素还原铁的能力具有明显差异。与接种不同水稻土微生物群落的铁还原过程相比,纯培养试验的Fe(Ⅱ)累积量明显较低,12株铁还原菌株直接利用纤维素的能力也较为有限。     

硝酸还原酶作为作物育种的生化指标的研究

NR 是 NO_3同化中的关键酶,与植物对无机氮的利用有着密切的关系,对其他代谢也有重要影响。NR 活力与作物耐肥性呈负相关,即酶活力高的品种耐肥性弱,而酶活力低的品种耐肥性强。根据 NR 活力分析对小麦和水稻品系耐肥性的鉴定取得了与田间试验一致的结果。NR 活力与生长速率的正相关关系,为速生类型的林木优良品系(种)选育提供了一个早期预测指标。在关于 NR 活力与籽粒产量和蛋白质含量的关系的研究中,两者呈正相关,负相关或不相关都有支持的证据,暗示了应与其他指标综合分析才是可取的。NR遗传规律的研究近年来受到重视。酶活力水平至少受到两个基因位点的控制,它们分别参与酶的合成和酶合成的活力调节。对细胞突变体的遗传分析指出 NR 基因内脱辅基蛋白和钼辅因子两部分组成的。硝酸还原酶(NADH:Nitrate Reductase,E.C.1.6.6.1。简写 NR)催化 NO_4~-到NO_2~-的还原,是 NO_3~-同化中的限速酶,在代谢中有重要作用。对它的研究在农业生产上有一定指导意义,近几年在作物育种和营养诊断方面都有一些应用研究。本文将对它作为育种中的生化指标的研究作一介绍。     

VC对土壤亚硝酸还原酶动力学参数的影响

采用грисс试剂比色法,研究了VC对灰棕紫泥土亚硝酸还原酶动力学参数的影响。结果表明,VC的加入降低了V0、Km和Vmax值,表明VC对土壤亚硝酸还原酶的作用类型表现为反竞争性抑制作用,但低浓度VC会减弱亚硝酸还原酶与底物亲和力,而加快产物与酶的分离。由于VC具有抗氧化作用,对土壤具有良好作用,作为安全、有效的反硝化抑制剂使用。     

亚硝酸还原酶高产菌株的筛选及发酵条件优化

通过紫外线对巨大芽孢杆菌MPF-906进行了诱变处理,提高了产酶能力,变异株Z85酶活达到28.76 U/mL。进一步对其发酵条件进行研究,优化了培养基和培养条件。优化的培养基为：葡萄糖1.5%,牛肉膏0.2%,硫酸铵0.1%,K₂HPO₄ 0.135%,KH₂PO₄ 0.07%,NaCl 0.1%;无机盐溶液10 mL/L（即MgSO₄·7H₂O 0.04%、MnSO₄·H₂O 0.001%、CaCl₂·2H₂O 0.002%）。发酵条件为：摇床转速160 rpm,接种量4%,初始pH 6.5,30 ℃发酵20 h。在此最优化条件下,亚硝酸还原酶的酶活达到45.94 U/mL。     

甜菜亚硝酸还原酶(NiR)基因的克隆与分析

采用简并PCR和RACE方法克隆甜菜NiR基因,并利用网络工具分析预测了其编码蛋白。结果表明,该NiR基因(登陆号:HQ224499)全长为2 014 bp,编码一个包含599个氨基酸残基的多肽链,分子质量为66.88 ku;NiR为易溶,亲水性较强的蛋白,同时有明显的疏水峰;经BLASTp比对表明,该蛋白序列与菠菜NiR蛋白同源性最高。Geno3d模建预测,NiR蛋白中有57个β转角,24个α螺旋。     

硝酸还原酶活力作为甜菜氮素营养诊断及预测产糖量指标的研究

框栽与田间试验表明：（1）甜菜不同器官及各叶位中,中层功能叶片的硝酸还原酶活性（NRA）最高,是研究甜菜硝酸盐同化的指示器官。（2）糖分积累初期之前的各生育时期,功能叶片NRA随施氮水平提高而增加;继后每公顷施氮超过120kg,NRA反而降低。甜菜产量、产糖量与幼苗末期、块根增长初期功能叶片NRA呈抛物线型相关（P＜0.05）。（3）在黑龙江省目前生产条件下,幼苗末期功能叶片（6月上旬,第4、5、6叶）NRA达NO#-（2）0.70～0.75μmol·g#+(-1)·h#+(-1)(FW)为氮素诊断的适宜指标。块根增长初期功能叶片（7月中下旬,自内向外第16、17、18叶）NRA达NO#-（2）3.0～3.5μmol·g#+(-1)·h#+(-1)(FW)为高额产量和产糖量的适宜指标。     

芽孢杆菌C 产亚硝酸还原酶的发酵 培养基优化及酶学性质研究

通过单因素试验和响应面分析对亚硝酸还原酶产生菌C的发酵条件进行优化,获得最佳发酵培养基为:葡萄糖2.26%,蛋白胨0.2%,NH4Cl0.12%,K2HPO4·H2O0.2%,Mg SO40.075%,KCl0.1%,Fe SO40.004%,Na NO20.2%,在此条件下,酶活达到317.82U/m L,比优化前的190.26U/m L提高了67.05%。产生的亚硝酸还原酶的酶学性质表明,该酶被Mn2+、Mg2+、Na+激活,受Fe2+、EDTA抑制;最适温度和p H值分别为30℃和7.4;当温度低于50℃、p H值在7.0~8.0时,酶能保持较高的活性。与现有文献报道的筛选细菌相比较,该菌株亚硝酸还原酶产量处于较高水平。     

烤烟叶片硝酸还原酶活性的研究

盆栽试验表明,叶龄对叶片硝酸还原酶(NR)活性有重要影响,叶片NR活性可反映叶片生长发育过程,不同生长阶段烤烟叶片NR活性有明显差异,叶片NR活性与叶片光合强度、叶片氨基氮含量呈极显著正相关关系,它可望作为烤烟氮素营养水平的重要指标。     

硝酸还原酶活性昼夜变化的研究

[目的]为探讨植物硝酸还原酶活性的昼夜节律性。[方法]以Hoagland营养液栽培的抽穗期小麦为材料,在保持光、温恒定条件下,24 h内采用活体法动态测定植株硝酸还原酶活性变化。[结果]小麦NRA在24 h内的变化波动较大,从前一天20:00时开始到第2天上午11:00,酶活性没有显著差异;而14:00酶活性达到最高,且在0.05水平显著高于除11:00以外的其他时间点所测定的酶活性;下午17:00酶活性最低,在0.05水平显著低于除凌晨2:00以外的其他时间点所测定的酶活性。[结论]小麦NRA存在一定程度的自主节律性变化。     

亚硝酸还原酶的定向生产及其降解肉制品中亚硝酸盐残留量技术

主要内容、目标： 本课题研究巨大芽胞杆菌选育菌种好氧发酵时NiR产生的规律及代谢调控方法,获得定向诱导生产NiR的技术;研究NiR降解亚硝酸盐的酶学特性并获得该酶的制剂生产技术;探寻亚硝酸盐在肉制品加工过程中生色、防腐作用规律及影响肉制品加工过程中影响NiR的主要因素,获得肉制品加工过程中NiR酶解亚硝酸盐规律及高效降解肉制品中亚硝酸残留量的方法。     

硝酸还原酶的研究——棉花品种间硝酸还原酶活力与氮肥利用能力的关系

<正> 棉花性状的表现,是体内一系列生化反应的结果.这些生化反应是受酶的调控的,而酶又是由遗传物质所决定.硝酸还原酶(NADH:NRE.C.1.6.6.1,以下简称NR) 是植物体内氮素代谢的关键酶,与植物对外界NO_3盐的吸收利用能力有着密切的关系.它与作物耐肥性的相关性,在水稻、小麦、玉米中都得到证实,而对棉花这方面的研究至今尚未见报道. 本文在以前研究工作的基础上,改进了棉花NR离体测定法,并以四个栽培棉种为材料,研究了NR活力与氮肥利用能力以及NR活力与光合作用的关系.     

硝酸还原酶活力与作物耐肥性的研究：Ⅰ.不同耐肥性的水稻、玉米、小麦硝酸还原酶活力

我们从硝酸还原酶在植物代谢中的地位,联想到它可能与作物耐肥性有一定内在联系,因为作物的耐肥性就是指作物对外界氮肥的反应特性,它与作物在不同氮肥水平下的产量和增产效率是有一定联系的。在水稻上的初步结果已表明幼苗NR活力与品种耐肥性呈负相关。     

甜菜叶片中硝酸还原酶活力的研究

通过对甜菜叶片中硝酸还原酶活力的研究，结果表明：（１）酶活力动态变化规律为块根及糖分增长期以前，酶活力逐渐增加，到糖分积累期活力下降；（２）块根分化形成期，不同类型品种之间的酶活力有差异，即高糖型品种酶活力高于丰产型品种，且酶活性与收获时块根含糖率呈显著正相关；（３）糖分积累期，硝酸还原酶活力与块根产量呈显著负相关。上述特点，可为甜菜育种及合理施用氮肥，从而提高甜菜生产水平提供科学依据。     

螺旋藻硝酸还原酶Km值的比较研究

采用离体法对鄂尔多斯高原碱湖的钝顶螺旋藻S1、引进的钝顶螺旋藻S2和极大螺旋藻S3硝酸还原酶（NR）的活性进行测定,用4种作图法研究该酶的Km和Vmax。结果表明：4种作图法得出的Km和Vmax值均在同一个数量级,方差分析不同的作图法之间无显著差异,但3个样品间差异显著,S1的最高,S3的次之,S2的最低。在30℃&#177;1℃、pH7.5下,以KNO3为底物,Eadie-Hofstee作图法得出的S1、S2和S3NR的Km值分别为2.729 1μmol/L、1.080 7μmol/L和1.627 4μmol/L,Vmax分别为0.017 2μmol/min、0.007 0μmol/min和0.009 8μmol/min。与某些生物比较,螺旋藻NR的Km值相对较低,对NO3-亲和力较高。     

烟草中硝酸还原酶激活与抑制的研究

以烟草硝酸还原酶 (简称NR)为研究对象 ,探讨了pH值、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、NADH、KNO3等对其的激活或抑制作用 ,并对烟叶不同生长周期及硝酸钾诱导NR变化规律进行了研究。结果表明 :PVP有激活NR作用 ,NADH对酶活性有抑制 ,KNO3可加快酶促反应速度 ;NR催化反应的最适pH值为 7.0 ;烟叶经KNO3诱导后 ,NR活力约增加 1倍 ,并使酶活性的滞后期有所提前 ;烟叶在不同生长时期 ,其NR活力明显不同     

不同种源杉木硝酸还原酶活力的比较研究

以杉木种源试验林为材料进行不同种源杉木硝酸还原酶（ＮＲ）活力的比较研究结果表明：不同种源杉木ＮＲ活力有明显差异,以中亚热带种源ＮＲ活力较高,南亚热带种源其次,北亚热带种源较低．不同种源杉木ＮＲ活力呈明显季节变化,上半年呈上升趋势,下半年呈下降趋势．不同种源杉木ＮＲ活力与其生长呈显著相关,ＮＲ活力在杉木成林中仍具一定稳定性,可反映其成林杉木的生长速率     

黄瓜亚硝酸还原酶基因(CsNiR)的克隆及对外植体分化的影响

[目的]本文旨在揭示黄瓜亚硝酸还原酶基因(CsNiR)的表达特征及其在黄瓜再生体系中的功能。[方法]以黄瓜自交系CCMC为试验材料,克隆CsNiR的编码区序列全长,对其进行生物信息学分析;利用本氏烟草表皮细胞瞬时表达系统对CsNiR蛋白进行亚细胞定位,并采用RT-qPCR技术分析CsNiR基因在不同组织中的表达量。对不同基因型黄瓜子叶节外植体的NiR活性与外植体分化率进行相关性分析,测定在不同培养条件下不同基因型黄瓜子叶节外植体CsNiR基因表达量,并统计在不同NH~+_4/NO~-_3比例(1∶5、1∶2、1∶1、2∶1)培养条件下外植体分化率情况。[结果]CsNiR基因ORF全长为1 752 bp,编码583个氨基酸,具有含血红素蛋白β-化合物区域和4Fe-4S区域的完整NiR蛋白结构。系统进化树分析发现植物中CsNiR高度保守,黄瓜与甜瓜氨基酸序列相似性高达96%。RT-qPCR结果表明,CsNiR基因在黄瓜成熟叶表达量最高,雄花中次之,在茎尖和侧芽等分化组织中表达量最低,具有组织特异性。亚细胞定位结果表明CsNiR主要在细胞膜和叶绿体中表达。对不同基因型黄瓜子叶节的NiR活性与再生率的测定发现,NiR活性与黄瓜外植体分化率显著负相关。在不同基因型黄瓜外植体诱导分化过程中,CsNiR基因的表达在含有诱导激素培养基上的表达量显著低于无诱导激素的培养基,当NH~+_4/NO~-_3为1∶5时,黄瓜子叶节外植体分化率最高。[结论]植物中NiR高度保守,CsNiR基因的表达具有特异性,在茎尖等分生组织表达含量最低,NiR活性与外植体分化率呈负相关关系,降低NH~+_4/NO~-_3比例有助于提高黄瓜外植体分化率。     

秦油2号硝酸还原酶活性的研究

用体外诱导法系统地测定了秦油2号不同部位的硝酸还原酶活性。结果表明:秦油2号硝酸还原酶受底物浓度、诱导时间、pH值、光和温度等因素影响;叶龄和叶位是其活性变化的内在因素;器官之间也存在着酶活性的差异,其大小顺序为根、叶片、叶柄、茎;硝酸还原酶活性具有季节性的变化。秦油2号的硝酸还原酶活性高于中油821,间接表明秦油2号品种耐肥性强,氮素利用率高。