不同形态氮素对专用型小麦花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

采用盆栽方法研究了氮素形态对不同专用型小麦开花后氮素同化关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:不同专用型小麦氮素同化关键酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶对氮素形态的反应不同。强筋小麦豫麦34施用酰胺态氮对旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、籽粒谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性具有明显的促进作用,最终籽粒蛋白质含量较高;中筋小麦豫麦4 9在施用铵态氮时,3种氮素同化关键酶活性均有较大增强,籽粒蛋白质含量最高;弱筋小麦豫麦5 0硝酸还原酶活性以铵态氮处理最高,而籽粒和旗叶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性在酰胺态氮处理下明显增强,酰胺态氮对籽粒中蛋白质含量的增加具有明显的促进作用。相关性分析表明,籽粒蛋白质含量与旗叶GS活性和籽粒GOGAT活性呈显著或极显著正相关,与旗叶NR活性和GS活性、籽粒GOGAT活性相关性不显著     

不同品质类型花生品质性状及相关酶活性差异

在大田栽培条件下,以高蛋白花生品种KB008、高脂肪品种花17(H17)和高油酸/亚油酸(O/L)品种农大818(818)为试验材料,研究了3种类型花生品种籽仁中蛋白质、脂肪含量及与品质合成相关的碳、氮代谢酶活性差异.结果表明:KB008的蛋白质含量显著高于H17和818,而可溶性糖含量和O/L值显著低于其他两品种.KB008籽仁中氨基酸组分含量均高于其他两品种,特别是谷氨酸和赖氨酸含量显著高于后两者;油酸含量显著低于、而亚油酸含量显著高于其他两品种.3种类型花生在整个生育期中叶片的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷丙转氨酶(GPT)活性均以KB008最高,其次为H17.3种类型花生在结荚期的叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性大小均表现为KB008 ＞H17 ＞818,说明较高的PEPCase和RuBPCase活性有利于蛋白质合成与积累.叶片中蔗糖合成酶(SS)活性大小表现为H17＞818＞KB008,KB008的磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性显著低于其他两品种,而H17的SPS活性在花后60d时仍保持较高活性,说明较高的叶片SPS、SS活性有利于花生籽仁脂肪的形成.     

保水剂-尿素凝胶对侧柏裸根苗细根生长和氮素利用率的影响

在盆栽试验条件下,研究不施肥和保水剂(CK)、单施尿素(U)、单施保水剂(S)、保水剂-尿素混施(SUM)和保水剂-尿素凝胶(SUG)处理对侧柏裸根苗细根的形态特征、吸收面积、氮代谢及氮素利用率的影响.结果表明:与U处理相比,SUG处理显著增加细根的生物量、长度、比根长、表面积和体积,并明显扩大细根的总吸收面积和根尖吸收面积;SUG处理比根长分别较CK、U、S和SUM处理显著增加34.7%、37.9%、41.1%和12.4%,细根的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性分别较U处理提高41.2%、76.6%、30.7%和125.8%,而GS/GDH(谷氨酰胺合成酶/谷氨酸脱氢酶)下降.SUG处理显著促进侧柏裸根苗地径、株高的生长以及地上部和地下部干物质积累,且氮素利用率达到40.7%,分别比U和SUM处理显著提高118.8%和44.5%.保水剂-尿素凝胶通过改善侧柏裸根苗细根的形态特征、提高吸收面积及氮代谢关键酶活性而提高氮素利用率,促进生长,并增强抵御干旱胁迫的能力.     

Ni胁迫对不同基因型谷子幼苗生长及氮素代谢的影响

采用盆栽土培法,研究了不同浓度Ni2+(0、25、50、100、150、200 mg/kg)对4种基因型谷子(13-36、B-7、晋谷51号、晋谷52号)幼苗生长,Ni2+富集与转运能力,叶片中硝态氮、氨态氮、可溶性蛋白质、脯氨酸含量及氮代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的影响。结果表明:Ni2+胁迫下,4种基因型谷子幼苗的根长、苗长、生物量随Ni2+浓度增加逐渐降低,体内Ni2+含量逐渐增加,与对照组差异显著(P0.05)。在所试浓度范围内,4种基因型谷子幼苗叶片中的硝态氮含量、NR、GS、GOGAT活性表现为低浓度(25—50mg/kg)增高和高浓度(50—200 mg/kg)降低,而GDH活性在Ni2+浓度为100mg/kg以上时下降,氨态氮含量在50—150 mg/kg处理组中为对照的1.14—3.02倍。不同浓度Ni2+处理后,4种基因型谷子幼苗叶片中的脯氨酸含量均有不同程度的提高,而可溶性蛋白质含量呈明显下降趋势。实验结果证明,Ni2+胁迫抑制了谷子幼苗对硝态氮的吸收,降低了叶片中NR、GS、GOGAT活性,影响了氨的同化作用,使谷子幼苗的氮素代谢发生紊乱,不同基因型谷子对Ni2+胁迫的毒性效应存在差异。4种基因型谷子对Ni2+的耐性顺序为13-36B-7晋谷51晋谷52。     

硝态氮对黄瓜子叶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶活性的影响

在硝态氮存在或缺乏的条件下,测定了黄瓜(Cucumis sativus L．)种子萌发和子叶发育过程中子叶可溶性蛋白质含量以及谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(NAD(H)-GDH)活性的变化。在子叶发育初期,无论外源氮存在与否,每对子叶可溶性蛋白质含量和GS、NADH—GDH、NAD^ -GDH活性随发育上升。在外源氮存在下,第4d后,可溶性蛋白质含量虽有所下降,但基本保持恒定;第6d后,GS和NADH—GDH活性逐渐降低,NAD^ -GDH却相反增高。但在无外源氮条件下,于第4d后,可溶性蛋白质水平以及GS、NADH—GDH和NAD^ -GDH活性都逐渐降低。在子叶发育的整个过程中,外源氮对GS和NAD^ -GDH活性有促进作用,尤其是在子叶发育的后期对NAD^ -GDH活性的促进更为明显。     

外源钙离子对小麦幼苗氮素代谢的影响

以普通小麦豫麦34为材料,研究了不同浓度的外源Ca2 对小麦幼苗氮素代谢的影响.在小麦第一片叶完全展开后,开始外源Ca2 处理,设0 (对照)、2、4 mmol · L-1 和8 mmol · L-1 4个Ca2 浓度梯度.处理5d后,测定氮同化酶活性、氮同化量及其它相关代谢物含量.结果表明,小麦幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)在2 mmol · L-1 Ca2 处理下活性比对照有显著增加,4 mmol · L-1 Ca2 处理的NR活性增加明显,但GS活性增加不显著;8 mmol · L-1 Ca2 处理下NR和GS活性比对照均明显降低.谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性在2 mmol · L-1 Ca2 处理下活性增加不明显,而在4、8 mmol · L-1 Ca2 处理下活性显著增加.小麦幼苗氮同化量以4 mmol · L-1处理最大,2 mmol · L-1处理与4 mmol · L-1之间差异不显著;Ca2 浓度为8 mmol · L-1时,氮素同化量明显降低.结果揭示了小麦幼苗不同氮同化途径对Ca2 的响应不同,GS途径比GDH途径对小麦氮素同化量的增加作用更大;4 mmol · L-1对小麦幼苗的氮素利用可能是最有效的Ca2 浓度.     

不同氮素形态配比对甘薯前期氮代谢的影响及其生理机制

以3种不同类型的甘薯(Ipomoea batatas (L.) Lam.)为实验材料,根据氮素的3种形态设置5个配比处理(N1～N5),分别在栽秧后15、25和35 d取样测定甘薯不同器官的氮含量、功能叶氮代谢酶活性变化以及酶调控基因表达情况。结果显示:在同一生育期,N4和N5处理铵态氮和硝态氮配施下植株氮素的积累量明显高于其它处理;在甘薯生长发育前期,叶片含氮量先降低后上升,茎、须根和膨大根以及全株含氮量均呈上升趋势; N4处理能够显著提高硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性; N3处理能够明显提高谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性; NR活性随肥料中硝态氮比例的增加而提高;增加肥料配比中硝态氮比例可使调控NR活性的基因上调表达,N4和N5处理可使GS调控基因上调表达,但抑制GOGAT调控基因的表达。酰胺态氮在前期对氮代谢相关酶调控基因无显著影响。研究结果表明,在甘薯生长发育前期,硝态氮和铵态氮配施能够显著提高氮素积累量、代谢酶活性和调控基因表达量,铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶2∶0的配施方案为本实验条件下的最佳配施组合。     

不同生育期花生叶片蛋白质含量及氮代谢相关酶活性分析

以5个珍珠豆型花生(Arachis hypogaea Linn.)品种(系)‘汕E’(‘Shan E’)、‘汕G’(‘Shan G’)、‘TH’、‘TJ’和‘泉花7号’(‘Quanhua No.7’)为研究对象,分析了花针期、结荚期和饱果期花生叶片中可溶性蛋白质含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化趋势,并比较了5个品种(系)荚果和秆产量的差异。结果表明:在3个生育期内,5个花生品种(系)叶片可溶性蛋白质含量和GDH活性的变化趋势基本一致,而NR和GS活性的变化趋势则有差异。其中,可溶性蛋白质含量均呈"低—高—低"的变化趋势,在结荚期最高;GDH活性均逐渐升高,至饱果期达最高;‘泉花7号’叶片NR活性呈"高—低—高"的变化趋势,而其他4个品种(系)叶片NR活性均逐渐降低;‘汕E’、‘TJ’和‘泉花7号’叶片GS活性呈逐渐降低趋势,而‘汕G’和‘TH’叶片GS活性呈"低—高—低"的变化趋势。总体上看,5个品种(系)中,‘汕G’和‘泉花7号’叶片的可溶性蛋白质含量及NR和GDH活性、‘汕E’叶片的NR和GS活性以及‘TH’叶片的GDH活性均较高。5个品种(系)的2个产量指标(单株荚果鲜质量和单株秆鲜质量)均有明显差异,总体上看,‘汕G’、‘泉花7号’和‘TH’的2个产量指标均较高,而‘汕E’和‘TJ’的2个产量指标均较低。综合分析结果显示:‘汕G’和‘泉花7号’叶片可溶性蛋白质含量及NR和GDH活性均相对较高,其荚果和秆产量也均较高,表明花生荚果和秆产量与不同生育期叶片氮代谢水平有一定关系。     

模拟酸雨对杜仲叶氮代谢的影响

 探讨了春夏两季模拟酸雨对杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)叶氮代谢的几个关键酶及相关物质含量的影响。结果表明：春夏两季杜仲叶硝酸还原酶(NR)、谷酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷丙转氨酶(GPT)活性在一定pH值酸雨胁迫下随酸雨pH值的降低而降低,夏季各酶活性下降率比春季高。杜仲叶可溶性蛋白质和总氮含量春夏两季也随酸雨pH值降低而降低(夏季可溶性蛋白含量与pH值呈正相关),总游离氨基酸含量则随pH值的降低而升高(二者呈负相关)。由此可见,酸雨对杜仲叶氮代谢产生了显著影响。     

夏季遮阴对茶树茶氨酸合成及其代谢相关基因表达的影响（英文）

为了研究夏季遮阴对茶树茶氨酸代谢途径的影响及对茶树内含物品质的改良作用,本研究以多年实生茶树为研究对象,利用Western blotting检测了夏季遮阴对茶树不同部位中茶氨酸合成酶(TS)、谷氨酰胺合成酶(GS)蛋白表达的影响,确定遮阴有利于嫩叶中TS的表达;随后利用实时荧光定量PCR检测方法探索了茶氨酸代谢途径中相关基因:TS、GS、谷氨酰胺α-酮戊二酸氨基转移酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)以及与氮素吸收和转化密切相关的亚硝酸还原酶(NiR)、精氨酸脱羧酶(ADC),在老、嫩叶中及不同遮阴时期的表达情况。结果表明遮阴有利于嫩叶中TS基因的表达,与叶部氨的再同化作用密切相关的GS、GOGAT和GDH基因均在老叶中有明显增加,而与硝基氮代谢相关的NiR、ADC基因表达在老叶与嫩叶中均明显下降。利用HPLC对遮阴后嫩叶中游离氨基酸含量的检测结果表明,遮阴明显促进茶叶部游离氨基酸总量的提高,其中贡献率最大是茶氨酸。本研究从分子水平上解析了遮阴促进茶叶部茶氨酸积累的调控机制,为今后夏秋茶栽培措施改良和品质改善提供理论基础。     

The effect of mineral nutrition on nitrogen assimilation by intact plants ofPisum sativum L

Biologia Plantarum - The effect of macroelements on nitrogen assimilation, level of nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS) and glutamate dehydrogenase (GDH) and content of nitrate...     

水稻永绿色基因超表达和突变对其叶片氮碳代谢若干指标的影响

通过水培实验,研究了水稻永绿色(Stay-green rice,SGR)基因超表达和突变对叶片氮碳代谢的影响。结果表明,在正常生长条件下,SGR基因超表达降低了水稻叶片可溶性蛋白、叶绿素及淀粉的含量,但可溶性糖和游离氨基酸含量增加,并提高了谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性;SGR基因突变增加了水稻叶片淀粉和可溶性蛋白质含量,并提高了硝酸还原酶(NR)活性。在缺氮条件下,SGR基因超表达与野生型叶片各生理指标的变化趋势一致,但是SGR基因突变体叶片中淀粉含量的变化趋势与野生型及SGR基因超表达的不一致。这说明SGR蛋白水平的变化在一定程度上影响了水稻叶片的氮碳代谢。     

Nitrogen metabolism of Douglas fir and Scots pine as affected by optimal nutrition and water supply under conditions of relatively high atmospheric nitrogen deposition

Nitrogen metabolism of the needles of 40-year-old Douglas fir and Scots pine trees, growing in two forest stands on cation-poor and acidic sandy soil with a relatively high atmospheric nitrogen deposition was studied. The composition of the free amino acid (FAA) pool, the concentrations of total nitrogen and soluble protein and the activities of glutamine synthetase (GS) and glutamate dehydrogenase (GDH) were determined in the needles. An excessive nitrogen supply by a high atmospheric nitrogen deposition in both forest stands was indicated by the high concentrations of total nitrogen and the amino acids arginine, glutamic acid, glutamine and aspartic acid in control trees. In addition the effect of optimal nutrition and water supply (fertigation) on the needle nitrogen metabolism was evaluated. The total concentration of the FAA pool in needles of both tree species was lower in the fertigated than in the non-fertigated (control) trees, except for 1-year-old needles of Scots pine, in which the concentration after fertigation did not differ from the control. The lower total FAA concentration in the fertigated trees could be attributed to arginine, the concentration of which was on average 60% lower than in the control. Neither the concentration of soluble protein nor the activity of GS were influenced by fertigation. The activity of GDH in fertigated trees only differed significantly from the control in October. Scots pine needles had higher concentrations of protein (50%) and higher activities of GS (44%) and GDH (25%) than Douglas fir needles. Possible explanations for the lower vitality of Douglas fir compared to Scots pine are given.     

Enzymes of Nitrogen Assimilation Undergo Seasonal Fluctuations in the Roots of the Persistent Weedy Perennial Cichorium intybus

Chicory (Cichorium intybus), a deep rooted weed, grows in regions with temperate climates. Seasonal partitioning of compounds between the root and shoot results in fluctuations in the soluble carbohydrate, nitrate, amino acid, and protein pools within the roots. The activities of nitrate reductase (NR) (EC 1.6.6.1), glutamine synthetase (EC 6.3.1.2), NADH (EC 1.4.1.14), ferrodoxin glutamate synthase (EC 1.4.7.1), and glutamate dehydrogenase (GDH) (EC 1.4.1.2-4) vary throughout the year and coincide with seasonal alterations in nitrate, fructose, and sucrose. During the winter, NR, glutamine synthetase and ferrodoxin glutamate synthase activities increase in the root, while GDH displays the opposite trend with elevated activity in the summer months. All of these enzymes exhibit seasonal alterations in abundance as detected by Western blot analysis, increasing during the winter and, therefore, contributing to the seasonally dynamic protein pool. Extensive fluctuations in abundance and activity of these enzymes in the root occur during the spring and fall and coincide with shoot growth and senescence, respectively. Several observations indicate that posttranslational modifications of NR and GDH are taking place throughout the year; for example, NR is particularly unstable during the spring and fall, and seasonal GDH activity does not correlate with protein abundance.     

不同浓度的NO^—3和NH^＋4对小麦根谷氨酰胺合成酶及其相关酶的影响

利用酶活性测定和 Northern分子杂交等技术 ,研究了小麦幼苗根在不同浓度的 Na NO3 和(NH4) 2 SO4的供应下 ,其谷氨酰胺合成酶 (GS)、天冬酰胺合成酶 (AS)、谷氨酸脱氢酶 (GDH)、硝酸还原酶 (NR)以及 GS- m RNA的变化。结果表明 :NH 4 处理的小麦 ,其根部 GS活性比 NO-3 处理的高 ;高浓度处理的比低浓度处理的高 ;Northern杂交结果说明 GS- m RNA转录量与 GS活性一致 ;3mmol/ L NO-3促进了 AS的活性。AS酶活性变化与 GS酶活性变化无明显依赖关系。在实验的条件下 ,没能测出 GDH的活性 ,不同浓度的 NO-3 和 NH 4 处理对 NR活性没有明显的规律。     

亚低温条件下外源褪黑素对甜瓜幼苗氮代谢及渗透调节物质的影响

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’幼苗为试材,利用人工气候室进行亚低温处理(昼/夜18 ℃/ 12 ℃)6 d,研究外源褪黑素（MT）对亚低温条件下甜瓜幼苗叶片氮代谢酶\[硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)\]活性、叶片总氮、铵态氮、硝态氮和渗透调节物质含量的影响.结果表明：与对照相比,亚低温处理降低了甜瓜总氮、硝态氮及硝酸还原酶活性,增加了铵态氮含量,抑制了甜瓜幼苗的生长.外源MT可显著提高亚低温下甜瓜幼苗氮代谢酶的活性,尤其可显著提高叶片GS和GOGAT活性,从而有效降低铵态氮含量;外源MT还可以提高叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,进而降低了亚低温对细胞膜的伤害,表现为甜瓜叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量较低.总之,在亚低温条件下,外源MT在一定程度上可通过降低甜瓜叶片铵态氮含量和促进渗透调节物质的积累,降低膜质过氧化水平,从而增加其对亚低温的适应性.