不同形态氮素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)和混合态氮对3个栽培大豆品种花荚期植株进行诱导处理,研究不同形态氮素对功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,NH4+-N增加3个大豆品种功能叶片NR活性效果最好,其次是混合态氮,NO3--N效果较差;三种形态的氮素均能明显提高3个大豆品种功能叶片GS活性;在三种形态氮素诱导下,3个大豆品种的籽粒蛋白质含量均有不同程度的提高,且与其功能叶片NR和GS活性呈显著正相关(r=0.520*和0.550*);追施氮素对低蛋白大豆品种功能叶片NR、GS活性和籽粒蛋白质含量具有较好的促进作用。可以把大豆花荚期叶片NR和GS的活性作为高蛋白品种选育的参考指标之一。     

桑树硝酸还原酶基因MaNR的克隆及其表达分析

【目的】以桑树栽培品种桂优62号为材料,克隆桑树硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）基因全长cDNA和DNA序列并分析其序列特征,在此基础上研究桑树硝酸还原酶基因在桑树细胞脱分化和分化过程中的表达特征以及影响因素,为进一步阐述硝酸还原酶在桑树生长发育中的作用机制奠定基础。【方法】基于单倍体川桑（Morus notabilis Schneid）基因组数据（http://morus.swu.edu.cn/morusdb）注释的scaffold570序列设计特异引物,硝酸钾处理桑树叶片48 h后使用RNAiso Plus（TaKaRa）和改良CTAB法提取总RNA及基因组DNA,分别以cDNA和DNA为模板,用RT-PCR法克隆获得桑树NR全长cDNA和DNA序列,运用生物信息学手段对推定的氨基酸序列进行分析。以桑胚轴为外植体,在无菌条件下,接种在不同氮源、生长调节物质的培养基中,通过桑树胚轴离体再生过程和real-time PCR方法研究硝酸还原酶基因在离体再生过程中的表达差异以及不同氮源、生长调节物质对NR表达的影响。【结果】克隆获得的桑树NR全长CDS序列,长2 730 bp,编码909个氨基酸,推导的蛋白质分子量为102.84 kD,等电点为6.76。基因组序列长5 142 bp,包含5个外显子和4个内含子,具有完整的5个结构域。通过氨基酸序列比对发现,其序列高度保守,与川桑NR序列同源性达95%,与蔷薇科果树NR序列同源性达78%。聚类分析表明,单子叶植物聚为一组,桑树与蔷薇科果树聚为一组。GenBank登录号分别为KF992020.1和KF992021.1。NR在桑根中表达量最高,叶中表达次之,茎中表达最少;谷氨酸显著提高NR在桑叶中的表达量,GA3显著提高NR在桑茎中的表达量。桑胚轴在单一的NH4+-N培养基中,不能被诱导出愈伤组织及丛生芽,在单一的NO3--N培养基中可以诱导出愈伤组织和丛生芽;但丛生芽继代培养在单一NH4+-N的培养基中和单一的NO3--N培养基中都可以生长。real-time PCR结果显示,NR在子叶和胚轴中的表达量高于胚根。桑胚轴在离体诱导愈伤组织和丛生芽分化过程中,NR的表达量逐渐增加,丛生芽形成后NR的表达量降低并趋于稳定。NH4+-N和NO3-N对NR在继代丛生芽中没有显著影响,谷氨酸对NR在继代丛生芽中有抑制作用,随着培养时间延长,丛生芽的NR相对表达量都降低。【结论】获得了桑树NR全长cDNA序列。硝态氮是桑胚轴诱导的必需营养因子,NR的表达受到桑树细胞脱分化和分化影响。     

甘蔗硝酸还原酶活性及其与产量性状的关系

在甘蔗的5个生长阶段测定了24个品种的+1叶硝酸还原酶活性(NRA),并对7个产量性状(株高、茎径、茎重、有效茎数、蔗产量、锤度、含糖量)与 NRA 的关系进行了相关、回归分析.NRA 在甘蔗品种间有很大差异。在蔗株生长过程中,NRA 一般随株龄的增长而下降,其变化规律与碳,氮代谢及蔗糖分积累有关。前期 NRA 高的品种,后期 NRA 也相对较高;前期 NRA 低的品种,后期 NRA 则相对较低。茎径、茎重和有效茎数三个性状与前中期 NRA 的关系较密切:茎径、茎重与 NRA 呈凸向上形抛物线关系;有效茎数与 NRA 呈凹向上形抛物线关系。其他性状与各时期的NRA 均无显著相关.     

中华根瘤菌NP1亚硝酸盐还原酶基因的表达和酶学性质研究

[目的]研究中华根瘤菌NP1(Sinorhizobium sp.NP1)中亚硝酸盐还原酶基因(nir)的原核表达情况以及粗酶液的化学性质。[方法]构建该基因的原核表达载体p ET32a-nir,然后对重组蛋白质进行SDS-PAGE和Western blotting分析获得NIR酶在原核生物中的表达情况。通过测定粗酶液对亚硝酸盐降解情况研究相关酶学性质。[结果]SDS-PAGE检测结果表明,可溶性融合表达产物约为57 ku,其中亚硝酸盐还原酶大小约40 ku,与酶分子量的预估值一致;Western blotting证实该蛋白可与根据亚硝酸盐还原酶合成的多克隆抗体发生强阳性反应;酶学性质分析表明,亚硝酸盐还原酶活力约为247.15 U/m L,最适pH 6.5,最适反应温度37℃,该酶对Na Cl的耐受性为0.3 mol/L。[结论]亚硝酸盐还原酶蛋白重组质粒能在大肠杆菌系统中高效表达,研究其酶学性质为NO_2~-生物清除提供了技术保障。     

硫、6－BA、水分和温度对春小麦硝酸还原酶活性的影响

采用活体测定法，研究了硫、６－苄氨基腺嘌呤６－ＢＡ、不同生育时期的水分的温度对春小麦硝酸还原酶活性（ＮＲＡ）的影响。结果表明：硫营养对春小麦幼苗ＮＲＡ有明显的促进作用；６－ＢＡ具有提高春小麦幼苗ＮＲＡ的作用，１×１０－７ｇ／Ｌ的效应最为明显；适宜的温度和水分可提高春小麦植株体内的ＮＲＡ，而干旱胁迫会使ＮＲＡ急剧降低，抗旱品种的ＮＲＡ高于不抗旱品种     

不同基因型玉米氮素利用的机理研究

利用15N标记研究了不同基因型玉米氮素利用效率的差别;分析了不同基因型玉米豫单2002(高蛋白)和豫单136(低蛋白)籽粒中蛋白质含量及单粒蛋白质含量在灌浆期的动态变化;测定了籽粒中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的变化动态,结果表明蛋白质含量高的玉米品种氮素利用率较高,豫单2002比豫单136高7.79%;二者的硝酸还原酶活性在灌浆期内变化趋势相近,授粉0~30d,也相差不大,授粉后30d至收获,豫单2002的硝酸还原酶活性始终高于豫单136,授粉后第45天时,豫单2002比豫单136高出32.77μg NO2-/(g FW.h);豫单2002与豫单136籽粒的谷氨酰胺合成酶活性在籽粒灌浆期的变化动态均呈“∽”型,且豫单2002一直高于豫单136;高的酶活性促进了蛋白质的形成。本研究为高蛋白玉米的蛋白质形成基础提供了理论依据。     

小麦新鲜根系铁氰化钾还原酶与氢、钾跨膜运输的关系

为研究麦根质膜氧化还原反应与钾离子吸收的关系,比较不同基因型小麦吸钾差异,以水培和短期生物吸收试验方法,检测到小麦根系铁氰化钾还原酶的存在,而且不同品种铁氰化钾还原酶还原活性不同。反应液中由于根系内外质子和钾离子的迁移,加与不加铁氰化钾,不同品种根系都引起了溶液pH的改变,但外部电子受体Fe(CN)63-的存在即铁氰化钾还原酶底物的存在加强了溶液pH改变（更多为降低）的程度。铁氰化钾还原也明显影响了根系钾离子的吸收或外排动态,但不同品种影响不同。小麦根细胞膜氧化还原系统明显影响质子和钾离子的跨膜运输,不同品种影响不同。     

黑土硝酸还原酶活性的分布特征

通过在东北黑土带典型地块取样测定的方法,研究了黑土硝酸还原酶活性的分布特征。结果表明,黑土硝酸还原酶活性在土壤剖面中由上至下呈现递减的规律,这种分布特征与土壤养分的分布有着直接和间接的关系;不同黑土地域、不同植被类型、不同黑土类型对硝酸还原酶活性的分布也都有着不同程度的影响:随纬度的降低硝酸还原酶活性也随之下降;杂草、玉米、大豆生长的黑土硝酸还原酶活性的顺序为杂草>大豆>玉米;在三个黑土亚类中硝酸还原酶活性以白浆化黑土酶活性最低,草甸黑土和典型黑土酶活性较高;在不同熟化度黑土中硝酸还原酶活性分布的顺序为厚层黑土>中层黑土>薄层黑土。     

吉林省不同年代育成大豆品种硝酸还原酶活性变化及其与产量的关系

对吉林省1923至1999年育成的16 个主要栽培大豆品种叶片硝酸还原酶活性的比较研究表明:大豆叶片硝酸还原酶活性在第四节期(V4)较低,盛花期(R2)最大,此后又迅速下降; 盛花期硝酸还原酶活性随品种育成年代的推进而增加,76年来增加了32.47%,平均每年增加0.43%;大豆叶片硝酸还原酶活性与产量、光合速率、叶绿素含量和可溶性蛋白含量呈正相关,其中盛花期叶片硝酸还原酶活性与产量关系最密切(P＜0.05),可作为高产品种的选择指标.