植物氮代谢及其环境调节研究进展

氮代谢是植物的基本生理过程之一,也是参与地球化学循环的重要组成部分,植物氮素同化的主要途径是经过硝酸盐还原为铵后直接参与氨基酸的合成与转化,期间硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺合酶(GOGAT)、天冬酰胺转氨酶(AspAT)等关键酶参与了催化和调节,以氨基酸为主要底物在细胞中合成蛋白质,再经过对蛋白质的修饰、分类、转运及储存等,成为植物有机体的组成部分,同时与植物的碳代谢等协调统一,共同成为植物生命活动的基本过程,文中概述了植物氮素同化的途径、几种关键酶的特性和调控机制,简述了氮素代谢的信号传导、植物细胞蛋白质的形成、转运、储存和降解过程,基于水分胁迫等关键生态因子对氮代谢的影响及其调节机制的评述,强调了未来需加强研究的7个方面。     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)是一个广泛存在于开花植物中的酶, 在植物体内仅存在于特定的组织和细胞中, 其活性受自身磷酸化和一些相关代谢产物的调节。PEPCK的磷酸化在多种植物体内受光调控。ATP存在时, PEPCK催化OAA生成PEP, 而PEP是多种反应的前体物质。通过不同的代谢途径, PEPCK间接地参与贮油植物种子萌发和植物果实成熟的糖异生过程, C₄和CAM(景天科代谢)植物光合作用中的CO₂浓缩过程, 细胞内pH值平衡和植物体内氮代谢过程等, 从而调节植物的生长发育。该文综述了植物中已发现的PEPCK及其在植物生命活动过程中的自身活性调节和生理功能。     

日克隆叶绿素分解基因首获成功

《日经生物技术》１９９９年４月１２日第１１页报道：东京工业大学生命理工学部教授高宫建一郎等小组首次成功地克隆出叶绿素分解酶。这种基因能抑制植物绿化和老化机构。这次克隆的基因是被称为叶绿素分解第一阶段机能的酶—叶绿素酶。今后利用反义技术等如果能抑制叶绿素分解,也许能开发出常绿性植物和由于光合作用时间长而增产的植物。叶绿素酶是１９１０年发现的,但是目前还没有克隆出该基因。成果的详细情况于３月３０日在仙台市召开的日本植物生理学会上发表。以藜科一年生杂草—藜作为提取叶绿素酶的材料。酶纯化后确定了部分氨基…     

不同频率氮添加对内蒙古典型草原植物叶绿素的影响

大气氮沉降会影响植物功能性状的变异和进化,进而作用于植物个体和生态系统功能。研究草地生态系统植物功能性状在不同氮添加模式下的响应差异,对更准确地评估植物对环境变化的适应性至关重要。基于内蒙古草原野外长期氮沉降模拟实验平台,研究氮添加频率对优势物种羊草和冰草叶绿素含量的影响,结果表明每年一次氮添加使羊草叶绿素含量增加最多(15.21%),而每月一次氮添加对冰草叶绿素含量影响最大(增加了14.74%)。氮添加尤其是每年一次氮添加显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,并使土壤pH显著降低。这些结果表明:羊草叶绿素含量对低频率氮添加响应更明显,而高频率氮添加对冰草叶绿素含量的影响更显著,这两类物种间养分吸收策略存在明显差异。启示低频率氮添加可能高估了氮沉降对羊草叶绿素含量的影响,而低估了对冰草叶绿素含量的影响,这对准确预测植物叶片功能性状对大气氮沉降的变异具有重要意义,并将有助于应用到植物功能性状预测生态系统功能和过程响应未来全球变化的模型中。     

植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展

内生菌与植物共生能够提高宿主的氮吸收与氮代谢水平,这可能是由于内生菌在植物体内引发的多种效应的综合结果.植物内生菌能够通过促进植物根系发育和固氮作用为宿主植物提供更多的无机氮素;能够通过分泌多种胞外酶系如漆酶、蛋白水解酶等使宿主植物更好地利用有机氮素;能够提高宿主氮代谢关键酶如硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶的活性;能够提高宿主植物激素水平和维生素含量从而促进宿主氮代谢;能够通过影响宿主植物氮代谢促进宿主植物分蘖、提高宿主植物叶绿素含量和光合速率等等.综述了国内外关于植物内生菌促进宿主氮代谢的相关报道,归纳了植物内生菌影响宿主氮素吸收与代谢的可能机制,并展望了关于植物内生菌促进宿主氮代谢机制方面的研究方向.     

家白蚁作为营养、医疗、保健作用的初步探讨

<正> 白蚁蚂(简称白蚁),它含有蛋白质、脂肪、甾体、激素、维生素和金属元素等,其中蛋白质在三大营养要素中是最基本的成份,它也是蛋白质含量较高,氨基酸成份较全的一种昆虫。蛋白质是生命的基础,而氨基酸则是构     

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。     

关于食品中必需氨基酸的营养评价

<正> 蛋白质是人体重要组成部分,是生命的物质基础。人体中一些重要的生理物质都是由蛋白质构成的,如:血浆蛋白、血红蛋白、激素、维生素、酶和抗体等。而组成蛋白质的基本单位是氨基酸。在人体和自然界中常见的氨基酸约有20多种。组成蛋白质的各种氨基酸,虽然对人体来说是不可缺少的,但并非都需要直接从食物中供给。有些氨基酸可以在人体内合成,但有8种氨基酸在人体内不能按需要合成,必须从每日膳食     

营养元素与烟草的品质和产量

烟草是叶用经济作物。营养元素对烟叶产量、品质的影响很敏感。烟草所需的营养元素,现已查明有70余种,其中必需的元素有氮、磷、钾、钙、镁、氯、硼、锰、硫、锌、铜等,有些元素虽然需要量甚微,但不可缺少,不可代替。如若缺少某一种元素,植株就不能正常地生长发育、开花、结实,甚至死亡。现就上述主要元素,对烟草产量、品质的影响进行微浅的论述,以提出较为合理的耕作栽培施肥方法。 烟草的必需元素 1.氮(N)氮是影响烟株生长发育、烟叶质量的主要元素。氮是蛋白质、叶绿素、核酸、磷脂和酶的成分,在植物生命活动中占有特殊地位,被称为“生命元素”。     

水稻蛋白激酶的规模化克隆、表达及活性研究(简报)

蛋白激酶几乎与所有重要的发育代谢过程有关,已知在植物的发育、自交不亲和、雄性不育、抗逆和抗病等生命活动过程中起重要的调控作用[1]。蛋白激酶在各种生物中广泛存在,根据网络公布的水稻全基因组序列图谱,通过同源序列比对,TIGR Rice Genome Annotation-Release4共找到了1532个具有激酶结构域的蛋白质(PF00069)[2],拟南芥中也存在1053个激酶[1],这些激酶与它们的上下游蛋白质组成了一个复杂而有序的网络,调节着植物的正常生长发育和对外界环境的反应。     

高浓度氮、磷胁迫对伊乐藻SOD、POD和CAT活性的影响

以伊乐藻枝条为材料,研究了氮、磷浓度对伊乐藻抗氧化酶系统的影响。结果表明高浓度的氮、磷明显影响伊乐藻枝条的生长,表现为不定根形成减少、生物量增加缓慢、叶绿素含量下降。另外,高浓度的氮、磷还导致伊乐藻过氧化物酶的活性持续升高、而过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性震荡幅度明显变小,同时细胞内丙二醛含量明显升高。说明伊乐藻抗氧化酶系统的活性受到了干扰,活性氧清除能力下降,氧化胁迫加剧,细胞膜脂过氧化程度增加。这种变化可能是过高氮、磷浓度影响植物生长的内在生理因素之一。     

植物酶抑制剂基因工程

植物酶抑制剂基因工程曹虎（江苏省东海县教育局２２２３００）酶抑制剂（ＥｎｚｙｍｅＩｎｈｉｂｉｔｏｒ）是广泛存在于生物体中的一类蛋白质，它们与对应酶相互作用，控制生物体相关的生理过程，防止外源性酶对细胞、组织和体液中蛋白质、淀粉和其它一些物质的降解，维...     

OsNRT1.1A:解决水稻高氮下“贪青晚熟”的关键基因

正植物通常需要14种矿质元素以维持其正常的生长发育过程。其中,氮元素是植物需求量最大的矿质元素,是蛋白质、核酸、磷脂以及叶绿素和植物激素等有机大分子的基本组成元素,同时也是促进作物增产的重要因素之一。农业生产上一般通过大量施用氮肥来促进农作物生长,从而达到粮食增产的目的。据统计,全世界每年施用氮肥超过1.2亿吨,而我国消耗的氮肥量占世界氮肥总施用量的     

曼地亚红豆杉春梢生长过程生理生化变化研究

测定自然生长状态下曼地亚红豆杉春梢的生理生化指标(过氧化物酶、蛋白质、硝态氮),以了解和研究它们的变化趋势。结果表明,过氧化物酶活性、蛋白质含量和硝态氮含量的变化都呈现出先升后降的过程;在春梢生长的第4～8天都为积累上升过程,到第8天达到了最大值;8～12 d过氧化物酶活性和蛋白质含量急剧下降,硝态氮含量也在8～28 d间下降幅度较大;1 2 d或28 d之后过氧化物酶活性、蛋白质含量和硝态氮含量都维持较低的水平,但变化幅度不大。因此,在自然状态下,应及时给予土壤更多的肥料,才能为植物供给营养并为其生长提供充足的条件。     

镍与植物生长

美国植物生理学家Ross M.welch说:植物必须有镍才能完成生活周期,产生有活力的种子,以及最大限度地利用其他元素,例如铁。他指出:镍是植物尿素酶的组成部分,而植物只有借助于尿素酶才能分解化肥尿素,以便利用其中的氮。当大豆、豌豆、豇豆、番茄、水稻、烟草和浮萍等以尿素作为唯一的氮源时,都需要有活性的尿素酶,因而也需要有镍,才能利用尿素中的氮。由此可见,镍是植物的必需元素之一。     

光质对花叶芋离体培养的生理生态效应

自从de Capite首次将光因子应用于植物组织培养的调控以来,对高等植物组织培养中光质效应的研究正越来越受到人们的关注,已有一些报道,但大多侧重于形态学方面的,而作为一种生态因子光质在植物组织培养系统中生理生态效应的研究较少。光质不仅对双色花叶芋(Caladium bicolor)组织培养中的器官发生有影响,而且对其生理生化过程也产生影响,因此,本实验以光质对双色花叶芋离体培养的生理生态效应为中心,着重探讨了光质对叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量、过氧化物酶、过氧化氢酶活力、碳水化合物、蛋白质、DNA及RNA含量的影响。有关光质对整体栽培植物体内色素含量影响的情况已有大量报道,但很少有人进行过离体条件下的实验。另外,过氧化物酶及过氧     

以小什鱼为原料、提取亮氨酸的试验

L-亮氨酸又称白氨酸,是较早发现和分离出来的天然氨基酸之一。巴拉康诺特首先(1920)从羊毛水解溶液中分离出白色发亮的晶体,从而定名为亮氨酸。它广泛分布于自然界的各种蛋白质中,也有些以自由状态存在。它是人和哺乳动物营养上必需氨基酸之一。故此,必须从食物中补充,才能保持氮平衡,维持人和动物的健康和正常生长,亮氨酸在蛋白质中是分布广和含量较高的氨基酸之一,它在植物蛋白质中更为显著。     

高等植物中的谷氨酸脱氢酶及其生理作用

谷氨酸脱氢酶普遍存在于植物体内,它虽然不是植物吸收利用氮的主要成员,但在植物氮代谢中起着重要作用,高等植物的谷氨酶主要存在于线粒体中,以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）为辅酶,该酶分子量为255－258kD,由六个亚基组成,亚基包括α和β两种类型,存在七种同工酶形式,它在植物的衰老过程及逆境如高温和水份胁迫等状况下行使其铵同化功能,但在黑暗或碳胁迫条件下又能氧化脱铵从而为三羧酸循环提供骨架。     

大豆叶片硝酸还原酶活力的研究

硝酸还原酶(NR)是植物体内硝酸盐同化过程中的限速酶,在植物氮代谢中处于关键位置。它对植物生长发育、产量形成和蛋白质含量都有重要影响,很早就引起植物生理学和农学工作者的极大重视。近几年来在水稻、小麦、玉米等农作物中都有较多的研究,但在大豆中的研究却不多。本文     

植物硝酸还原酶的研究进展

一、硝酸还原酶的特性 硝酸还原酶(NR )是植物中显著的诱导酶之一,易被诱变得到突变体。酶结构复杂,田多个亚基组成;含有不同组分酶,其活性易受体内外因素影响,为氮素代谢的关键酶,影响农作物的总氮和蛋白氮水平,与作物的耐肥性有密切关系。该酶同时具有功能多样性的特点,在植物的其他代谢过程中,如能量代谢、铁离子同化与运转、水分胁迫、光呼吸、氯离子还原、分子O_2的分解释放等也有重要作用。NR在植物基因表达、蛋白质分子基础研究和植物代谢途径及调控研究中占有十分重要的地位。 1952年埃文斯(H.Evans)和纳松(A.Na-son)在红色链孢霉中最早发现NR,次年又在高等植物中发现,此后发现NR广泛分布于细