植物对氨基酸的吸收研究进展

氨基酸在提高植物产量、改善产品品质、增强植株抗逆性、保护生态环境等方面发挥着越来越重要的作用,在农业生产中越来越受到重视.本文简述了氨基酸含量、氨基酸种类和植物种类对植物吸收氨基酸的影响,并对氨基酸营养研究进行展望,以期提高人们对植物氨基酸营养的认识,促进氨基酸在农业中的应用和发展.     

植物对氨基酸的吸收研究进展

氨基酸在提高植物产量、改善产品品质、增强植株抗逆性、保护生态环境等方面发挥着越来越重要的作用,在农业生产中越来越受到重视。本文简述了氨基酸含量、氨基酸种类和植物种类对植物吸收氨基酸的影响,并对氨基酸营养研究进行展望,以期提高人们对植物氨基酸营养的认识,促进氨基酸在农业中的应用和发展。     

谈植物生理学和农业的关系

植物生理学作为现代科学的一个领域,在我国已有五十多年的研究历史,它在促进与指导农业生产中正日益显示出越来越重要的作用。国内外农业生产实践充分证明植物生理学同农业关系非常密切。植物生理学和农业是基础理论同应用技术的关系。一、植物生理学可以引起农业的巨大变革十九世纪中期,李比西从植物生理角度创立学说,提出以矿质肥料施入土壤中来代替植物每年从土壤里摄取并消耗掉的营养元素,拟定“归还定律”,提出“最低限度定律”。植物矿质营养学说导致了化肥工业的建立,化肥的广泛应用大大提高了单位面积作物产量。据联合国粮农组织统计,近二十年世     

农业院校植物生理学教学的发展趋向

植物生理学的诞生应开始于19世纪后叶李比希(Liebig)的营养学说创立之后,Sachs(1882年)植物学讲义的问世。Pfeffer的〈植物生理学〉巨著出版,促使植物生理从植物学与农学中脱颖而出,正式成为一门引入注目的独立的生命科学,算来迄今已经历了一个多世纪。近年来一方面由于农业生产不断向植物生理学提出新的挑战,另一方面由于其     

为建设精神文明给人类知识宝库添砖加瓦我对发展植物生理学的看法

事物总是不断发展的,植物生理学也有它发生、发展和消亡的过程。早期的植物生理学研究几乎都是农业研究的一部分,进行一些土壤营养试验。十九世纪中叶的李比西既是一位农业化学家,也是一位植物生理学家。他的化学肥料施用理论,对农业发展起了积极推动的作用。所以十九世纪末的季米里亚捷夫说:植物生理学是合理农业的基础是可以理解的。但是各门学科毕竟有它自己发展的道路,随着植物生理研究的深入,它慢慢地从农业科学的怀抱中脱离出来。三十年代植物激素研究的发展可以说是“走自己道路”的初步尝试.摆脱了农业研究的传统方法。不用整株植物,而用一个切段或一个芽尖作为材料。不用干重或产量,而用弯曲的角度来计量生长,在进行这些研究工作之时,他们完全从探索生命的本质出发,而不拘泥于和农业生产的     

螯合物与植物生长

一.引言近年来有关螯合物与植物生长的研究工作逐渐发展。其中与植物矿物营养有关的文献最多,与植物代谢以及与植物激素有关的文献则较少。螯合物(Chelate)这一名词的通俗意义是某物“螯”住或“钳”住另一物而形成的物质。在络合物的分类上螯合物属内络合物。本文不拟介绍螯合物的物理化学性质及其键合的学说,可参阅严志弦(1960)及Martell和Calvin(1953)的     

农业新技术在植物营养与施肥研究中的应用

作为农业学科中从事植物、土壤、肥料、环境之间相互关系研究的一门学科,植物营养与施肥对农业生产发展及农业生产率提高起到了极为重要的作用,曾主导了农业的第一次技术革命。随着计算机技术、空间技术、生物技术、核技术等高新技术的迅速发展及其在农业上的广泛应用,将使植物营养与施肥的研究和测试手段得到更新,在植物营养分子遗传、根际微生态、生物肥料、专用肥和控释肥、计算机控制的施肥模式和精确施肥技术等方面将取得突破性进展,这些成果的推广应用,将成为推动农业产生飞跃性发展的主导因素,这就意味着又一次农业新技术革命。必须提高全民科技意识及其掌握和应用植物营养与施肥高新技术成果的能力,加强政府组织和管理,增加投入,加强学科内和学科间的交流和合作,优化农业生产模式,建立和完善农业科技成果开发和推广应用的中介体系,才能加快我国植物营养与施肥高新技术的研究及成果开发和推广。     

植物反应器——生产FGF的“植物工厂”

<正>植物能进行光合作用,仅需要来自土壤的矿物质和水分便可在适宜的条件下获得大量人们所需的产物,而产物贮藏在种子、果实和块茎等器官中,十分便于贮运。植物生物反应器利用基因重组技术,以植物组织或细胞作为生物反应器来生产医药蛋白,进而提供廉价、绿色、安全、充足的药品。植物生物反应器是融合农业、生物技术和医药     

展望即将到来的“分子农业”

在过去20余年里,植物生物技术领域中最值得重视的是多种转基因植物的建成,并已在一些国家大面积种植。转基因植物另一方面的进展是合成有医疗价值的多肽、蛋白质、包括抗体、抗体表位、复杂蛋白质等。这里主要介绍转基因植物生产的医疗用多肽、蛋白质,特别是作为口服疫苗在动物和临床试验的成功,预示这种新的用药途径将对第三世界人民的健康起到重大作用。由于转基因口服疫苗不需通过常规发酵反应器,仅仅依赖于农业,因此有人提出“分子农业”一词,以显示其优越性。     

展望即到来的“分子农业”

在过去20余年里,植物生物技术领域中最值得重视的是多种转基因植物的建成,并已在一些国家大面积种植,转基因植物另一方面的进展是合成有医疗价值的多肽、蛋白质、包括抗体、抗体表位、复杂蛋白质等。这里主要介绍转基因植物生产的医疗用多肽、蛋白质,特别是作为口服疫苗在动物和临床试验的成功,预示这种新的用药途径将对第三世界人民的健康起到重大作用。由于转基因口服疫苗不需通过常规发展反应器,仅仅依赖于农业,因此有人提出“分子农业”一词,以显示其优越性。     

植物吸收利用有机氮营养研究进展

植物矿质营养学问世以后,人们一直认为无机氮是植物吸收氮素的主要形态.随着研究手段的改进和研究内容的不断深入,现已证实许多没有菌根的维管植物都可以直接吸收可溶性有机氮,特别是小分子的氨基酸.由此引起了人们对植物有机营养、植物营养方式多样化问题的重视.研究表明：氨基酸可以通过多种方式释放到土壤溶液中,土壤中的氨基酸主要来源于微生物、动植物及其代谢产物等.土壤氨基酸含量受土壤温湿度、所施的有机肥料、生长的植物种类及其生长发育时期的影响.植物对氨基酸的吸收是一个主动吸收过程,受载体调节,并与能量状况有关,同时受介质中pH和温度的影响.但是有关植物吸收氨基酸的机理及其生态过程还需进行深入的研究.     

氮代谢参与植物逆境抵抗的作用机理研究进展

近年来,植物所受到的诸如干旱、盐、高温、低氧、重金属胁迫和营养元素缺乏等环境胁迫越来越多,严重影响了植物的生长发育及作物的质量和产量。氮素是植物生长发育所需的必需营养元素,同时也是核酸、蛋白质和叶绿素的重要组成成分,其代谢过程与植物抵抗逆境的能力息息相关。氮代谢是指植物对氮素的吸收、同化和利用的全过程,是植物体内基础代谢途径之一。氮代谢主要从氮素吸收、同化及氨基酸代谢等方面参与植物的抗逆性,并通过调节离子吸收和转运、稳定细胞形态和蛋白质结构、维持激素平衡和细胞代谢水平、减少体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成以及促进叶绿素合成等生理机制来影响植物抵抗非生物胁迫的能力。因此,提高植物在逆境下的氮代谢水平是减轻外界胁迫对其损伤的一种潜在途径。该文从氮素同化的基本途径出发,分别阐述了氮代谢在干旱胁迫、盐胁迫和高温胁迫等多个方面的逆境抵抗过程中的作用机理,为氮代谢参与植物抗逆性研究提供了有利参考。     

高等植物对氨基酸态氮的吸收与利用研究进展

植物能够在不经矿化的情况下直接吸收利用环境中的分子态氨基酸.氨基酸作为植物和微生物的优良碳源和氮源,二者对其吸收存在着激烈竞争,氨基酸态氮来源广、半衰期短的特点使其具有巨大的流通量.运用氮同位素示踪方法研究氨基酸对植物的氮营养贡献一直是国内外学者研究的热点,对揭示土壤肥力本质具有重要意义.本文对不同生态系统中氨基酸形态特征、代谢机制及营养贡献进行了简要综述,分析了氨基酸态氮在植物-土壤-微生物系统中的循环机制及生物有效性等方面研究现状和发展趋势,并提出了土壤氨基酸生物有效性环境调控、氨基酸碳-氮代谢及提高农田生态系统有机氮管理等待解决的科学问题.     

The Pitcher Plant Sarracenia purpurea Can Directly Acquire Organic Nitrogen and Short-Circuit the Inorganic Nitrogen Cycle

Background

Despite the large stocks of organic nitrogen in soil, nitrogen availability limits plant growth in many terrestrial ecosystems because most plants take up only inorganic nitrogen, not organic nitrogen. Although some vascular plants can assimilate organic nitrogen directly, only recently has organic nitrogen been found to contribute significantly to the nutrient budget of any plant. Carnivorous plants grow in extremely nutrient-poor environments and carnivory has evolved in these plants as an alternative pathway for obtaining nutrients. We tested if the carnivorous pitcher plant Sarracenia purpurea could directly take up intact amino acids in the field and compared uptake of organic and inorganic forms of nitrogen across a gradient of nitrogen deposition. We hypothesized that the contribution of organic nitrogen to the nitrogen budget of the pitcher plant would decline with increasing nitrogen deposition.

Methodology and Principal Findings

At sites in Canada (low nitrogen deposition) and the United States (high nitrogen deposition), individual pitchers were fed two amino acids, glycine and phenylalanine, and inorganic nitrogen (as ammonium nitrate), individually and in mixture. Plants took up intact amino acids. Acquisition of each form of nitrogen provided in isolation exceeded uptake of the same form in mixture. At the high deposition site, uptake of organic nitrogen was higher than uptake of inorganic nitrogen. At the low deposition site, uptake of all three forms of nitrogen was similar. Completeness of the associated detritus-based food web that inhabits pitcher-plant leaves and breaks down captured prey had no effect on nitrogen uptake.

Conclusions and Significance

By taking up intact amino acids, Sarracenia purpurea can short-circuit the inorganic nitrogen cycle, thus minimizing potential bottlenecks in nitrogen availability that result from the plant''s reliance for nitrogen mineralization on a seasonally reconstructed food web operating on infrequent and irregular prey capture.     

Plant acquisition of organic nitrogen in boreal forests

Research on plant nitrogen (N) uptake and metabolism has more or less exclusively concerned inorganic N, particularly nitrate. Nevertheless, recent as well as older studies indicate that plants may have access to organic N sources. Laboratory studies have shown that ectomycorrhizal and ericoid mycorrhizal plants can degrade polymeric N and absorb the resulting products. Recent studies have also shown that some non‐mycorrhizal plants are able to absorb amino acids. Moreover, amino acid transporters have been shown to be present in both plant roots and in mycorrhizal hyphae. Although both mycorrhizal and non‐mycorrhizal plants appear to have a capacity for absorbing a range of organic N compounds, is this capacity realized in the field? Several lines of evidence show that plants are outcompeted by microorganisms for organic N sources. Such studies, however, have not addressed the issue of spatial and temporal separation between plants and microorganisms. Moreover, competition studies have not been able to separate uptake by symbiotic and non‐symbiotic microorganisms. Qualitative assessment of organic N uptake by plants has been performed with dual‐labelled glycine in several studies. These studies arrive at different conclusions: some indicate that plants do not absorb this organic N source when competing with other organisms in soil, while others conclude that significant fractions of amino acid N are absorbed as intact amino acid. These variable results may reflect species differences in the ability to absorb glycine as well as differences in experimental conditions and analytical techniques. Although theoretical calculations indicate that organic N might add significant amounts of N to plant N uptake, direct quantitative assessment of the fraction of plant N derived from uptake by organic N sources is a challenge for future research.     

增强UV-B辐射和氮素互作对植物生长代谢影响的研究进展

不同氮源条件下,UV-B辐射增强能改变植株对氮的吸收利用以及植株叶片的碳氢比和碳氮比,增加氨基酸的生物合成.缺氮条件下, UV-B辐射增强使植物叶片中SOD、POD活性增强,MDA含量增加;氮素过量时,UV-B辐射增强会降低植物对UV-B辐射的耐性.UV-B辐射增强和氮缺乏相互作用会降低叶片的光合速率、叶绿素含量、可溶性糖及淀粉含量,从而抑制植物的生长,降低生物量.该文对近年来国内外有关UV-B辐射增强与氮素相互作用对植物抗氧化系统、氮代谢、光合作用、生物量和形态结构的影响进行综述.     

植物氨基酸转运子研究进展

氨基酸是高等植物氮素同化产物长距离运输及在组织间分配的主要形式,通过跨膜转运的方式在植物体内进行运输。氨基酸转运子是位于生物膜上吸收及转运氨基酸的蛋白家族,对植物氮素营养具有重要贡献。本文对植物氨基酸转运子的表达、调控及其与氮素利用效率、植物产量与品质形成、抗逆性及适应性等方面的研究进展进行了综述。     

Splanchnic and peripheral uptake of amino acids in relation to the gut

There are many complexities and theoretical aspects to consider for studies of amino acid absorption and metabolism by the gut, liver, and peripheral tissues. The experimental approach must vary depending on the amino acid. Whether to sample whole blood or plasma has to be considered carefully. Also, a specific blood vessel has to be chosen for taking samples. A jugular vein can be the poorest sampling site for many studies. The amounts of individual amino acids appearing in portal blood are different from amounts disappearing from the gut lumen. Some are absorbed in amounts equal to that disappearing but most are absorbed in lesser quantities because of intestinal metabolism. Further, the liver removes absorbed amino acids and synthesizes plasma proteins, urea, and glucose. Peripheral tissues, of course, exchange amino acids with protein for normal turnover but also use amino acids for oxidation and transamination. Alanine, glutamine, glycine, and arginine are important in transporting nitrogen out of peripheral tissues in a nontoxic form. Branched-chain amino acids are removed by both liver and peripheral tissues mainly for plasma protein and ketoacid formation, respectively. During fasting, however, muscle releases branched-chain amino acids while removal by liver is maintained.     

不同施氮量对乌龙茶生长和生理的影响

以武夷肉桂为研究对象,研究不同施氮量对乌龙茶幼龄茶树生长和生理的影响。结果表明,幼龄茶树对氮肥的需求不强烈,其新梢生物量、根生物量和总生物量以及茶叶产量随施氮量的增加而下降。茶树新梢全氮、叶绿素、游离氨基酸、茶多酚和咖啡碱的含量随施氮量的增加而增加,而茶树碳氮比随着施氮量增加而下降;但施氮并没有影响茶树总碳含量。老叶叶绿素含量、根全氮和硝态氮含量、新梢总糖含量与施氮量呈二次曲线回归关系,适度施氮促进根对氮的吸收、老叶叶绿素合成和新梢总糖代谢,过度施氮则相反。新梢生物量与其硝态氮含量和游离氨基酸总量显著负相关;根生物量与根碳氮比和新梢咖啡碱含量显著负相关;茎叶生物量和总生物量与根含氮量显著正相关,但与新梢硝态氮和氨基酸含量显著负相关。过度施氮造成茶树生产力下降的主要原因是因为过度施氮极显著提高了茶树氨基酸代谢水平,使用于茶树生长的碳代谢产物（如总糖）减少,进而影响茶树的生长。