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。     

氮硅配施对水稻叶片光合作用和氮代谢酶活性的影响

以宁粳1号和汕优63为试材,研究不同水平氮肥配施硅肥对水稻叶片叶绿素含量、光合作用、转氨酶活性以及叶片硅素营养的影响。结果表明:在同一氮肥水平下,施用硅肥可不同程度地延缓成熟期剑叶叶绿素含量的下降,提高光合速率和气孔导度,降低胞间CO2浓度,改善叶片光合功能;施用氮肥和硅肥均能提高水稻剑叶中谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)活性,并且随着施硅肥量增加,水稻叶片硅素积累量与GOT活性呈极显著正相关关系。     

施氮水平对不同花生品种氮代谢及相关酶活性的影响

 【目的】花生籽仁蛋白质含量较高,研究花生不同器官中氮代谢酶活性在施氮水平和品种间的差异及其与籽仁蛋白质含量间的关系,阐述花生氮素代谢的生理特性。【方法】选用生产中普栽品种花育22号和白沙 1016,设置4个氮素水平,测定两品种不同生育期各器官中主要含氮物质(可溶性蛋白质(Pro)、游离氨基酸(AA))含量及主要氮代谢酶(硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH))活性。【结果】两品种各器官Pro、AA、NRase、GS、GDH活性的变化态势大致相同,但其含量的高低因品种和施氮量不同而变化,各器官中各指标含量均以白沙1016较高;适当提高氮素水平可增加各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量和主要氮代谢酶活性;氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量,但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降;各营养器官中可溶性蛋白质含量与GS和GDH活性间的相关关系不明显,但与其相应器官中的NRase活性表现显著或极显著相关,荚果中Pro与AA和NRase间、GS和GDH、NRase与游离氨基酸间均呈极显著的相关关系。【结论】施氮量和品种差异对花生各器官中游离氨基酸和可溶性蛋白质含量及氮代谢酶活性有影响,白沙1016对高量氮肥较敏感,花育22号则较适应高氮;增施氮肥通过改变氮素代谢的生理特性改善花生品质。     

氮磷钾施用对附子几种氮代谢酶活性的影响

运用三因素二次回归正交组合设计,试验研究了氮、磷、钾三因素对中药附子(乌头)的过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶(NR),谷草转氨酶(ALT/GOT)和谷丙转氨酶(AST/GPT)活性的影响效应。结果表明:N、P施用量对附子NR、GOT、GPT均有显著的影响,除较大施用量条件下对GOT活性的施P效应>施N效应外,其余情况下对三种酶均为N效应>施K效应;施K除对NR活性有明显效应外,对GOT和GPT没有明显影响;N、P、K施用对POD活性无明显效应。单施N对GOT、NR和单施P对NR均为正效应,随施用量增加酶活性升高;单施P对GOT、GPT和单施N对GPT在施用量低于零水平时,随施用量的增加酶活性升高,超过零水平后随施用量的增加酶活性下降;单施K时,对NR活性则是在零水平时最低,低钾和高钾时NR活性均较高。对几种酶的效应中,仅对GOT存在施N与施P之间的互作效应,随着N施用量增加施P对GOT活性的增加效应更明显。     

锰浸种对大豆氮素代谢关键酶活性的影响

<正>大豆是我国主要的油料作物,是人类优质蛋白和食用油脂的重要来源。氮素营养是大豆生长发育和产量形成的主要元素,随着大豆产量的提高,对氮素的吸收量也在增加。因此,氮代谢是植物体内一个重要的生理过程,它直接影响到植物产量和品质。锰(Manganese)在自然界中广泛存在,是植物生长中的必需微量元素,是植物结构组成的元素之一。锰对作物的光合作用、氮、碳和脂类代谢有密切关系,并且是多种酶的组     

不同氮素形态配比对花榈木幼苗根系生长及氮代谢关键酶活性的影响

为探究最适于花榈木幼苗生长的氮素形态配比,采用氮素形态配比为NH+4∶NO-3=10∶0、5∶5、 0∶10及以改良霍格兰标准营养液为对照的营养液,共4个处理,对花榈木1 a生幼苗进行处理。结果表明,处理期间氮素配比为NH+4∶NO-3=5∶5时,花榈木幼苗根系形态指标及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均显著大于其他处理,可知花榈木幼苗根系喜欢混合氮源,且铵硝1∶1均衡配比更利于氮素吸收和代谢,而单一氮源营养液对于花榈木幼苗生长的促进效果不佳,其中全铵营养液会抑制幼苗生长,降低硝酸还原酶活性。     

玉米内生固氮菌的分离鉴定及其促生长作用研究

从玉米东单90和郑单958健康鲜植株中分离纯化内生细菌,利用乙炔还原法测定分离物的固氮酶活性,得到2株固氮酶活性较高的菌株SD1A和SD2A,分别为3284.3C2H4·h-1·mL-1和3206.8nmo1C2H4·h-1mL-1;将SD1A和SD2A的纯培养物对植物分别进行土培和水培回接试验,结果均能从植物体内重新分离到出发菌株,表明SD1A和SD2A为内生固氮菌;通过对菌株理化特性试验,结果证明二者均为克雷伯氏菌属(Klebsiella trevisan).用SD1A和SD2A处理的植株在水培试验中,株高分别为35.95cm 和35.32cm,地上部干重分别为0.106g和0.101g,与对照植株相比(株高30.38cm、地上部干重0.085g)达差异显著水平;土培试验中株高分别为68.18cm和68.58cm,地上部干重分别为1.06g和1.09g,根干重分别为0.160g和0.185g,与对照植株相比(株高62.00cm、地上部干重0.64g、根干重0.085g)均达差异显著水平,表明SD1A和SD2A对幼苗期玉米具有显著的促生长作用.     

丛枝菌根真菌对宁夏枸杞生长和氮代谢的影响

丛枝菌根真菌（AMF）在促进植物生长和矿质营养吸收方面发挥重要作用。采用盆栽试验,探索了不同浓度氮处理（0、1、15 mmol NH₄NO₃）下丛枝菌根真菌对宁夏枸杞生长、光合作用和氮代谢的影响。结果表明,AMF对宁夏枸杞的侵染率随施氮量增加而增加,3种浓度氮处理下AMF侵染率分别为29.32%、43.93%和62.81%。施氮和接种AMF均提高宁夏枸杞叶片叶绿素含量和光合速率,提高根系和叶片全氮含量,提高根系硝酸还原酶活性（NR）及叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性;1 mmol NH₄NO₃处理能够促进宁夏枸杞生物量累积,提高叶片总叶绿素含量和NR活性;15 mmol NH₄NO₃处理能够提高宁夏枸杞叶片和根系NH₄⁺含量,提高根系NH₄⁺百分比,降低叶片NO₃^-百分比。表明AMF能够通过改善氮代谢及提高光合能力,促进宁夏枸杞生长。     

茉莉酸甲酯对颠茄生长及其氮代谢的影响

以颠茄(Atropa belladonna)幼苗为材料,研究了不同质量浓度(0,100,200,300和400μmol/L)茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)处理不同时间(7,14,21和28d)对颠茄鲜质量、光合色素和主要含氮化合物质量分数以及氮代谢关键酶活性的影响,为药材产量的提高提供理论依据.结果表明,随处理时间的延长,各质量浓度MeJA处理组中颠茄鲜质量、光合色素质量分数呈降低的趋势,并明显低于同时期对照(0μmol/L);相反可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)质量分数呈增加的趋势,其中低质量浓度(100,200μmol/L)MeJA更能促进SP,Pro质量分数的积累.在MeJA处理28d时,硝态氮质量分数显著降低(p0.05);硝酸还原酶(GS)与谷氨酰胺合成酶(NR)活性的变化趋于一致,呈先升高后降低趋势,均是在200μmol/L MeJA处理时活性达到最高值,分别是对照的1.35倍和1.672倍.综上,MeJA能够抑制颠茄的生长,降低光合色素、硝态氮质量分数,而低质量浓度MeJA可提高SP,Pro质量分数以及GS,NR活性,因此在颠茄人工栽培过程中喷施低质量浓度MeJA有利于颠茄的生长和氮素代谢.     

不同基因型烤烟苗期氮代谢对相关酶活性的影响

采用沙培方法,选用不同基因型烤烟‘K326'、‘中烟90'和‘净叶黄',研究氮形态对不同烤烟幼苗叶部、根部的酶活性及可溶性蛋白含量的影响.研究发现,在NO3 -N或NH4+ -N不同处理水平下,‘净叶黄'叶部硝酸还原酶(NR)的活性较高,‘中烟90'根部NR的活性较高,在NH4+ -N的处理水平下NR的活性高于NO3- -N处理水平;‘K326'叶部和根部的谷氨酰胺合成酶(GS)的活力较高,根部的GS活力远大于叶部,并且在NH4+ -N的处理水平下叶部的GS活性低于NO3- -N处理水平,根部NH4+ -N处理水平下GS活性高于的NO3- -N处理水平;可溶性蛋白的含量具体表现为‘净叶黄'叶部较高,‘中烟90'根部较高.结果表明不同基因型烤烟间根部、叶部NR和GS活性以及可溶性蛋白含量与氮素形态有关,并且与氮素水平不呈正相关.     

不同食味水稻品种中与氮代谢相关酶活性的比较研究

为了研究水稻食味品质与氮代谢相关酶之间的关系,以津川1号和津原45稻种为试材,进行种子萌发获得水稻幼苗,分别测定幼苗和种子中的可溶性蛋白和谷氨酸的含量及谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性.结果表明,不同食味水稻品种之间幼苗和种子中的GOT、GPT活性和可溶性蛋白含量均无显著差异,而同一品种幼苗内的可溶性蛋白和谷氨酸的含量及GOT、GPT、GDH活性均显著高于种子;谷氨酸含量与GS/GDH的比值呈显著正相关,并与水稻食味品质呈正相关,其中津川1号幼苗的GS/GDH比值显著高于津原45,其谷氨酸含量显著高于津原45;不同食味水稻品种的硝酸还原酶活性不同.     

三株柑橘溃疡病生防内生细菌对脐橙感染溃疡病后几种防御酶活性的影响

防御酶活性是寄主防卫反应能力的重要指标,很多生防因子可引起植物的防御酶活性增强。在前期工作中筛选到3株对柑橘溃疡病有防治效果的内生细菌Bacillus sp.、GN222、Kosakonia cowanii GN223和Bacillus subtilis GN232,为明确其防病机理,测定了3株细菌对纽荷尔脐橙感染溃疡病菌后几种防御酶活性的影响。结果表明,在感染溃疡病菌的情况下,3株内生细菌均可不同程度地诱导和增强脐橙树体内防御酶的活性。其中内生细菌对树体多酚氧化酶(PPO)和超氧化物歧化酶(SOD)的诱导强度小于溃疡病菌对这2种酶的诱导;菌株GN222对树体过氧化氢酶(CAT)的增强作用明显强于其他菌株;菌株GN223对树体过氧化物酶(POD)的诱导作用强于其他菌株;各处理中SOD活性总体较弱。总之,待测内生细菌对脐橙感染溃疡病菌过程中防御酶具有一定的诱导作用,但酶活性变化的时间和幅度因内生菌株不同而有明显的差异。试验结果可为3株内生细菌应用于柑橘溃疡病的生物防治提供理论依据。     

水分胁迫下喷施乙烯利和甲基环丙烯对甘蔗苗期叶片抗氧化酶活性的影响

[目的]研究乙烯利和甲基环丙烯（1-MCP）对甘蔗苗期叶片抗氧化酶活性的影响,为明确乙烯利和1-MCP对甘蔗苗期抗旱能力的影响提供依据.[方法]以桶栽的苗期新台糖22号为研究对象,在不同水分胁迫条件下分别用浓度为200和300 mg/L的乙烯利喷施甘蔗叶面,然后用1 mg/L 1-MCP密闭连续熏蒸16h,在不同处理时期分别测定甘蔗苗期叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性.[结果]随水分胁迫程度的增强,喷施200mg/L乙烯利＋1 mg/L 1-MCP处理的苗期甘蔗叶片POD、SOD和CAT活性明显增加.而喷施300 mg/L乙烯利＋1mg/L1-MCP处理的甘蔗苗期叶片POD、SOD和CAT活性则呈先升高后降低的趋势,表现为在轻度水分胁迫时呈上升趋势,中度和重度水分胁迫时呈下降趋势.[结论]喷施200 mg/L乙烯利＋1 mg/L 1-MCP能增加苗期甘蔗的POD、SOD和CAT活性,有利于提高苗期甘蔗的抗旱性;但在中度和重度水分胁迫下喷施较高浓度的乙烯利（300 mg/L）和1-MCP不利于提高苗期甘蔗的抗旱性.     

不同氮水平对三个甘蔗品种氮代谢关键酶活性及相关活性物质含量的影响

[目的]研究不同施氮水平对3个甘蔗品种在4个不同生长时期的氮代谢关键酶活性及相关活性物质含量的影响,了解甘蔗对氮养分吸收、积累的动态规律,为甘蔗科学合理施用氮肥提供理论依据.[方法]以3个甘蔗品种ROC22、GT11、GXB9为材料,于2013年(新植蔗)和2014年(宿根蔗)进行试验,共设置3个氮水平,即分别施150、300、600 kg/ha尿素,田间试验采用二因素裂区设计,测定不同生长时期各氮代谢相关生理生化指标.[结果]硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和转氨酶(谷氨酸草酰乙酸转氨酶GOT、谷氨酸丙酮酸转氨酶GPT)的活性均随施氮量的增加而增加;在一定施氮范围内(150～300 kg/ha尿素)可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量随氮水平增加而增加,而可溶性糖含量与硝态氮含量随着氮水平的增加呈下降趋势.[结论]一定范围内(尿素施用水平150～300 kg/ha)随施氮量增加,甘蔗的氮代谢显著增强.甘蔗品种GXB9比其他两个品种对低氮环境有较强的调节适应能力.     

营养液pH对甘蔗实生苗生长的影响

采用桶栽方式,研究不同pH(5.0、7.0、8.5)营养液对甘蔗组合RB85–5156×云瑞05–407、云瑞06–3501×Tolodo、粤糖94–128×赣蔗75–65、ROC6×云瑞05–733、VMC87–95×云瑞05–171(分别记为A、B、C、D、E)实生苗生长的影响。结果表明：①在pH 7.0处理下,B组合实生苗的根长、根表面积、根体积、茎径最大,在pH 8.5处理下,A、C、D、E组合实生苗的根长、根表面积、根体积最大;②C、D、E组合实生苗的根系活力在pH 5.0时最高,B组合实生苗的根系活力在pH 7.0时最高。整体而言,A、B、C、D、E组合实生苗在营养液pH 7.0和pH 8.5处理下的根系形态和植株生长较好。     

甲基环丙烯对甘蔗苗期叶片抗氧化酶活性影响的初步研究

以苗期桶栽甘蔗桂糖37号为研究对象,设置正常供水和干旱胁迫环境下施用及不施用1-MCP的4个处理,测定苗期甘蔗叶片保护酶系统相关生理指标.结果表明,在水分正常供应情况下,施用1-MCP一次和二次处理,均能提高POD、SOD、CAT活性,其中POD和SOD活性明显提高,CAT活性变化不明显;干旱胁迫下,与正常供水相比,POD和SOD活性提高,CAT活性降低;同时缺水的甘蔗叶片经1-MCP一、二次处理,均能显著提高POD和SOD活性,而对CAT活性影响较小.施用1-MCP能提高甘蔗叶片抗氧化酶POD和SOD活性,有利于缓解干旱胁迫对植物细胞的伤害.     

施氮水平对甘蔗苗期氮磷钾吸收与分配的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,采用网室微区盆栽试验方法,基肥设15N标记尿素0.75、1.5、2.25 g/盆3个施氮水平,研究了施氮水平对甘蔗苗期氮磷钾吸收与分配的影响。结果表明:甘蔗吸收的氮素15.18%~16.77%来自施用的氮肥,83.23%~84.82%来自土壤和种茎;甘蔗氮肥利用率为1.76%~3.44%。随施氮水平的提高,甘蔗幼苗干物质、N、P、K积累,以及来源于肥料氮素比率呈增加趋势,但氮肥利用率显著下降;N与P、K表现出一定的协同作用。施氮水平主要影响氮磷钾尤其是肥料N在甘蔗地下部分器官的分配。     

壳聚糖对香菇菌丝生长代谢关键酶的影响

以香菇为材料,在袋料栽培条件下,添加不同浓度的壳聚精研究香菇的生长代谢.结果表明,壳聚糖浓度为100和500mg·kg-1时,栽培料中菌丝生长速度最快,长势浓密,与对照组有极显著差异;菌丝羧甲基纤维素酶(CMC酶)、滤纸纤维素酶(FP酶)、淀粉酶、愈创木酚过氧化物酶(POD酶)、过氧化物酶同工酶活力,在菌丝快速生长期均达到最大值,且明显高于对照.可选择壳聚糖浓度为100和500mg·kg-1作为香菇栽培生产中固体栽培料中添加的最佳浓度.     

烤烟成熟期淀粉代谢关键酶活性与基因表达研究

【目的】探讨烤烟成熟期淀粉积累状况与淀粉代谢关键酶活性及其基因表达的关系,明确烤烟成熟期淀粉代谢的分子调控机制,为优质烟叶生产提供理论依据。【方法】以不同淀粉积累型烤烟品种秦烟96和豫烟6号为材料,测定成熟期烟叶淀粉含量及比例(直链淀粉、支链淀粉)和淀粉代谢关键酶活性,并对其关键酶基因(NtAGPase、NtGBSSⅠ、NtSSS、NtSBE、NtDBE、Ntα-amylase和Ntβ-amylase)进行实时荧光定量PCR分析。【结果】在烤烟发育成熟期,烟叶淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量呈先升高后降低的变化趋势,烟叶生理成熟期(移栽后85 d)其含量最高;随着烟叶的成熟,烟叶中支链淀粉所占比例逐渐增加。烤烟成熟期AGPase、GBSSⅠ、SSS、SBE和DBE活性呈先升高后降低的变化趋势,而烟叶淀粉酶活性则随着烟叶的成熟先降低后升高,烟叶过熟时其活性显著升高;与烟叶淀粉代谢关键酶活性变化趋势不同,其相关基因表达量变化差异较大。烟叶打顶至适熟阶段,AGPase和GBSSⅠ活性与烟叶直链淀粉含量相关性显著,对烟叶直链淀粉的积累贡献最大,NtGBSSⅠ对直链淀粉代谢起主要调控作用;SSS、SBE和DBE活性对烟叶支链淀粉积累起重要作用,NtSBE和NtDBE对烟叶支链淀粉代谢起主要调控作用。当烟叶由适熟至过熟时,淀粉酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶)主要参与烟叶的淀粉代谢活动。同一生态环境和栽培条件下,秦烟96淀粉积累较多,具有较高的支链淀粉比例。【结论】烤烟碳水化合物积累以淀粉为主,AGPase和GBSSⅠ是影响直链淀粉积累的关键酶,SSS、SBE和DBE对支链淀粉积累有重要作用,SBE和DBE活性的差异可能是造成烟叶直链淀粉与支链淀粉比值不同的重要原因。     

嫁接砧木对西瓜果实糖分积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响

【目的】研究在果实发育过程中嫁接西瓜糖分积累及蔗糖代谢相关酶活性的变化,探讨不同砧木影响果实品质的机理。【方法】采用优质中小型西瓜早佳为接穗和对照,丝瓜、南瓜(铁木真)、葫芦(昌砧力士F1)、野生西瓜1号、野生西瓜2号为砧木,测定嫁接和对照西瓜果实在发育过程中果糖、葡萄糖、蔗糖的含量以及与蔗糖积累相关酶的活性。【结果】与对照相比,野生西瓜2号/早佳组合的果实糖积累极显著增高,而其他嫁接组合的糖积累均降低,丝瓜/早佳组合的果实糖含量最低;自根和嫁接西瓜果实发育过程中蔗糖转化酶(Inv)活性降低,蔗糖磷酸合酶(SPS)活性升高,蔗糖合酶(SS)在西瓜果实发育后期主要起合成作用,促进果实蔗糖积累,蔗糖代谢相关酶净活性值增大。在整个果实发育过程中,Inv、SPS、SS共同作用于嫁接西瓜和自根西瓜果实的糖分积累及构成;嫁接和对照西瓜果实以己糖积累为主,蔗糖积累为辅。【结论】砧木不同,西瓜果实的糖分积累量也不同,其中野生西瓜2号对早佳西瓜品质影响最小,可以作为优良的嫁接砧木在生产实践中应用。