不结球白菜体内硝酸盐积累与其液泡膜上质子泵的关系

用蔗糖密度梯度离心法分离了水培不结球白菜品种上海青叶柄与叶片液泡膜,并测定了与硝酸盐运输相关的质子泵的水解活性.结果表明,液泡膜纯度达到35%～40%;在离体条件下,叶片和叶柄中H+-ATPase和H+-PPase的最佳pH值均为8.0左右;叶柄细胞液泡膜H+-ATPase和H+-PPase的水解活性显著高于叶片,且叶柄液泡膜上H+-ATPase和H+-PPase有较高的Vmax值.试验表明,硝酸盐在叶柄与叶片中的积累差异与其液泡膜上的质子泵活性大小密切相关.     

植物液泡膜H+-ATPase和H+-PPase研究进展

植物液泡膜 ATP 酶（H+-ATPase）和液泡膜焦磷酸酶（H+-PPase）是液泡膜上两个含量丰富的蛋白,其功能的正常发挥在植物生长发育过程中扮演着重要角色。液泡膜 H+-ATPase 和 H+-PPase 水解底物释放能量,同时产生大量 H+由胞质泵入液泡内,形成细胞质与液泡间的 H+ 电化学势梯度,为多种溶质分子的跨膜主动运输提供驱动力,维持细胞内的离子稳态和渗透平衡,为细胞内各种生理生化反应的正常运行提供保障。此外,液泡作为植物细胞离子养分的储存库,其膜上 H+-ATPase 和 H+-PPase 能够通过改变其活性来调控硝酸盐在胞质和液泡间的分配比例,进而影响植物的氮素利用效率。在逆境胁迫条件下,提高液泡膜 H+-ATPase 和 H+-PPase 的活性有利于提高植株对逆境的适应能力,从而减少逆境胁迫对植株生长发育造成的不利影响。介绍了植物液泡膜 H+-ATPase 和 H+-PPase 的结构特征及其在植物生长发育过程中的生理功能,并对其在植物抵御非生物逆境胁迫过程中发挥的重要作用进行阐述,为进一步提高作物的氮素利用率及逆境适应能力提供方向。     

小白菜体内硝酸盐积累与其细胞膜上H+-ATPase的关系

【目的】研究硝酸盐在小白菜叶柄和叶片中分布的差异及其与细胞膜H+-ATPase的关系。【方法】采用两相法分离了小白菜品种‘上海青’叶柄和叶片细胞膜,并测定了与硝酸盐在细胞膜上共运输相关的H+-ATPase的活性。【结果】细胞膜纯度达到90%以上。离体条件下,叶柄细胞膜H+-ATPase的水解活性显著高于叶片。将H+-ATPase在20℃及30℃时测定所得的Vmax代入Arrhenius 方程计算后发现,叶柄H+-ATPase的活化能也高于叶片。Western Blot结果说明,叶柄细胞膜H+-ATPase酶浓度要显著高于叶片H+-ATPase。此外,叶柄细胞膜上H+-ATPase的Km值显著高于叶片,且叶柄H+-ATPase最佳pH在6.6,而叶片在pH在 6.4至6.6之间。【结论】叶柄H+-ATPase的活性高于叶片是因为其单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量大于叶片。叶柄中硝酸盐含量高,且与其细胞膜H+-ATPase活性呈正相关关系。因此叶柄细胞膜H+-ATPase活性高很可能是增强硝酸盐吸收的一个重要原因。     

甘氨酸部分替代硝态氮对不结球白菜和生菜生长及硝酸盐积累的影响

以蛭石为基质，甘氨酸部分替代营养液中硝态氮，对不结球白菜和生菜生长及硝酸盐含量的影响进行了研究。结果表明，适当比例的甘氨酸可以明显降低两种蔬菜体内的硝酸盐含量。以替代硝态氮15%-20%为宜，两种蔬菜分别可比对照减少10.41%-13.51%和15.17%-22.22%；而叶片全氮含量显著增加。生菜对甘氨酸反应敏感，利用效率高于不结球白菜，地上部鲜重明显增加，干重各处理间无显著差异；而不结球白菜地上部鲜重变化不大，干重减少。     

2个不结球白菜品种硝酸盐累积差异的生理机制

采用0.5、2.0、5.0 mmol.L-1NO3-3个浓度和3.75 mmol.L-1NO3-与1.25 mmol.L-1NH4+混合浓度,对2个不结球白菜品种上海青(低硝酸盐累积品种)和亮白叶1号(高硝酸盐累积品种)进行水培试验,研究了供氮水平对硝酸还原酶活性(NRA)、硝酸盐含量和光合速率的影响。结果表明:不结球白菜硝酸盐含量存在品种和器官差异(P<0.05)。亮白叶1号硝酸盐含量高于上海青,不同器官硝酸盐含量从高到低依次是:叶柄、叶片、根系,硝酸盐含量随外界供NO3-浓度的增加而增加,部分供NH4+降低了硝酸盐含量;上海青NRA高于亮白叶1号(P<0.05),不同器官NRA从高到低依次是:叶片、根系、叶柄,叶片和根系的NRA随外界NO3-浓度的增加而升高,部分供NH4+降低了不结球白菜NRA;在全NO3-处理下上海青叶片光合速率显著高于亮白叶1号(P<0.05),提高NO3-浓度可在一定程度上促进光合速率,部分供NH4+使光合速率有所降低。总之,上海青比亮白叶1号具有更高的NRA和光合速率,使其具有更强的NO3-还原同化能力,从而减少了NO3-在体内的积累。     

拟南芥体内硝酸盐积累差异与细胞膜H+-ATPase的关系

以野生型拟南芥(WT)和叶柄硝酸盐积累减少的拟南芥突变体atnar1.4为材料,研究了叶柄与叶片硝酸盐的积累及细胞膜H+-ATPase.采用两相法分离了2种材料细胞膜并测定了细胞膜H+-ATPase活性,通过RT-PCR分析了WT与atnrt1.4叶柄及叶片中各个细胞膜H+-ATPase基因的表达,并采用Western blot分析了WT与atnrt1.4叶柄及叶片细胞膜上H+-ATPase的蛋白浓度.结果显示:atnrt1.4叶柄硝酸盐积累显著低于WT叶柄,仅为WT的58.6％;atnrt1.4叶柄中细胞膜H+-ATPase基因AHA3、AHA5、AHA10和AHA11的表达比WT显著降低;atnrt1.4叶柄细胞膜H+-ATPase蛋白浓度也显著低于WT叶柄.WT叶柄硝酸盐积累显著高于叶片,相应的细胞膜H+-ATPase的水解活性也显著高于叶片.上述研究表明:atnrt1.4叶柄硝酸盐积累减少导致其细胞膜H+-ATPase活性降低;拟南芥体内硝酸盐积累差异与细胞膜H+-ATPase活性有关.     

钾、钠离子与液泡膜H~+-ATPase研究进展

介绍了植物液泡膜H+-ATPase分子结构和功能,尤其重点阐述了K+、Na+与植物液泡膜H+-ATPase活性的关系。     

外源氨基酸对不结球白菜和生菜品质的影响

收获前叶面喷施氨基酸对不结球白菜和生菜的生长及品质的研究结果表明,不结球白菜的生长基本不受氨基酸的影响;而生菜对氨基酸反应敏感,混合氨基酸(甘氨酸、异亮氨酸、脯氨酸)明显促进生菜的生长。叶面喷施氨基酸明显增加2种蔬菜叶片及叶柄硝酸盐含量;外源氨基酸降低2种蔬菜叶片硝酸还原酶活性,提高叶片全氮含量。不结球白菜叶片可溶性蛋白质含量各处理之间差异不大,叶片游离氨基酸含量增加,达65．82％-84．8l％,可溶性糖含量明显减少;生菜叶片可溶性蛋白质和氨基酸含量显著减少,可溶性糖含量明显提高。     

不结球白菜育种研究新进展

从生物技术育种，新材料的创制，研究方法的创新及主要经济性状遗传规律的研究等方面概述了不结球白菜育种研究新进展；并对发展趋势与展望进行了论述。     

不同施氮肥水平对白菜硝酸盐积累的影响

利用农田试验研究不同施氮肥水平对白菜生产期硝酸盐积累的影响。白菜生长期间两次施氮肥体内形成两个硝酸盐积累峰值。第一个峰值在施氮肥后 8～ 15 d左右 ,积累峰值较高。第一个峰值在第二次施肥后 2 0～ 30 d左右 ,但峰值较低且有的不明显。随着白菜的成熟 ,硝酸盐积累逐渐降低。总体上看 ,抗病高产的晚熟品种“龙协白 1号”各个生长期间硝酸盐的积累量都低于品质优良的中熟品种“东农 90 1”。采收后的白菜窖贮一个月后 ,较低施肥水平白菜体内硝酸盐含量有所减少 ,但高施肥水平 6 75 kg· hm- 2 的白菜有所回升。其机理有待于进一步研究     

二倍体及同源四倍体不结球白菜核型分析

以二倍体不结球白菜及其同源四倍体为材料,采用常规染色压片法进行核型分析。结果表明:二倍体不结球白菜核型公式为2n=2x=20=10m+8sm(2SAT)+2st,其中第1、2、3、4、6对为中着丝粒染色体,第5、7、8、9对为近中着丝粒染色体,第10对为近端着丝粒染色体,第5对染色体具有随体,核型类型属于2A型,为基本对称型;四倍体不结球白菜核型公式为2n=4x=20m+16sm(4SAT)+4st,核型特征与二倍体基本一致,仅染色体长度变异范围与二倍体相比略大。表明四倍体不结球白菜是由其二倍体加倍得到的,为同源四倍体。     

盐胁迫下不结球白菜幼苗叶片内肽酶同工酶变化及生化特性研究

研究了不同盐浓度胁迫下不结球白菜暑绿幼苗叶片中可溶性蛋白质含量、内肽酶同工酶及其活性的变化和内肽酶同工酶生化特性.结果表明,暑绿叶片中存在5种内肽酶同工酶(EP1～EP5),其中,EP3和EP5为半胱氨酸型内肽酶,EP1和EP2为丝氨酸型内肽酶,而EP4几乎不被所试的各种内肽酶抑制剂所抑制;内肽酶的最适pH为6.0,最适温度为50 ℃;EP3、EP4和EP5的热稳定性较好,在60 ℃下保温1 h后还保留较高活性.100 mmol·L-1 NaCl处理暑绿4 d后,EP4活性增强,其他4种同工酶活性变化不明显;200 mmol·L-1 NaCl处理相同时间,叶片1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)等蛋白发生明显降解,EP2、EP4、EP5活性随着时间推进不断升高,而EP1、EP3活性明显降低,显示EP2、EP4、EP5可能在盐胁迫诱导的暑绿叶片衰老中起主要作用.     

Molecular cloning and characterization of nitrate reductase gene cDNA from non-heading Chinese cabbage

Four non-heading Chinese cabbage (Brassica campestris ssp. chinensis Makino) cultivars, Suzhouqing, Xuekeqing, Huangxinwu, Aijiaohuang, were planted to investigate the activity of nitrate reductase (NRA) in leaves. After being induced by KNO₃ at 50 mmol/L for different hours the NRAs of the four cultivars were determined in vivo. The results showed that the NRAs changing trends of these four cultivars were similar. The highest NRAs in leaves reached their maximum at the 4th, 4th, 6th, and the 6th hour of induction, respectively. According to these results, the level of NR mRNA in plants could be enhanced by nitrate inducement. Then, the total RNA was isolated from the leaves of Suzhouqing that was induced by KNO₃ at 50 mmol/L for four hours, and two fragments of NR cDNA were obtained through RT-PCR using specific primers. The products of PCR were cloned and sequenced. They are 1 125 and 438 base pairs, which were named nr₁₁₂₅ and nr₄₃₈, encoding 374 and 135 amino acids, respectively. Finally, nr₁₁₂₅ was accepted and released by GenBank (accession number DQ001901). Translated from Journal of Nanjing Agricultural University, 2006, 29(2): 15–19 [译自: 南京农业大学学报]     

温度预处理对不结球白菜杂种F1花药培养的影响

以不结球白菜杂种一代‘99H秋-25’ב99H秋-23’和‘苏州青’בSI’为试材,研究了低温预处理和高温预培养对花药培养效果的影响。结果表明:0~4℃的低温预处理花药1d,花粉可以完成其进行雄核发育所需要的诱导过程,而且绝大部分花粉(93.6%)仍然保持存活,花药分化率达到1.33%;而未经预处理的花药在诱导过程完成时,大多数退化死亡。高温(33℃,24h)处理可明显提高花药再生植株的诱导率。     

不结球白菜叶片脯氨酸与可溶性蛋白含量的QTL分析

用不结球白菜杂交品种暑绿的112个双单倍体纯系构建了包含186个分子标记的遗传连锁图谱,利用复合区间作图法检测了叶片脯氨酸含量和可溶性蛋白含量两性状的数量性状基因座(QTL)。结果表明:叶片脯氨酸含量由位于第5连锁群上与分子标记C20相距7.2cM的QTL控制,其加性效应和贡献率分别为0.37%和8.32%;可溶性蛋白含量由位于第3连锁群上与分子标记AE153相距0.8cM的QTL控制,其加性效应和贡献率分别为0.004%和8.12%。     

Cd、Zn污染对小白菜营养品质的影响

针对潮褐土区域土壤重金属Cd、Zn污染的特点,采用盆栽的试验方法,研究了Cd、Zn对小白菜营养品质指标的影响,结果表明：小白菜在Cd、Zn单因素处理条件下,其营养品质指标叶绿素、还原糖和Vc都随添加重金属浓度的增加呈逐渐下降之势;粗蛋白含量表现出低浓度处理降低,高浓度处理升高的趋势;粗纤维含量随土壤中Cd添加浓度的增加呈逐渐增加之势,随土壤中Zn添加浓度的增加呈先降后升的趋势,当小白菜在Cd、Zn复合处理条件下时,重金属Cd、Zn对粗蛋白的影响表现出协同正效应,对还原糖、叶绿素和Vc的影响表现出协同负效应,对粗纤维的影响表现为拮抗作用。     

LED光强对不结球小白菜生长与光合特性的影响

【目的】研究LED不同光强对不结球小白菜生长、光合特性及光源能耗的影响,探讨适合不结球小白菜生长的节能高效的光强参数。【方法】以“四季”和“鸡毛”2个不结球小白菜品种为材料,在4个LED光强处理（153,229,287和330 μmol/(m²·s))下栽培不结球小白菜,处理48 d后测定不结球小白菜的形态指标、生物量、光合指标及LED耗电量。【结果】随光强增加,不结球小白菜茎粗、叶片数、叶面积、生物量均有所增加;株高先降低后增高。除高强光处理（330 μmol/(m²·s)）外,叶绿素含量均随光强的降低而增加。净光合速率（Pn）、光系统Ⅱ的实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光化学量子效率（Fv/Fm）、光化学猝灭系数（qP）和光合电子传递速率（ETR）等指标随光强下降也都呈现减小趋势。光强越低,消耗的电能越小;光强越高,电能转换效率越高。【结论】330 μmol/(m²·s)高光强处理增强了光系统Ⅱ反应中心的开放程度和光能转化效率,提高了光合能力,有利于不结球小白菜的正常生长。