热稳定的曲霉植酸酶

植酸(Phytic acid)在谷物、豆类、油料等作物籽粒中的含量为1％～5％,籽粒中60％～90％的磷存在于植酸中。人和单胃动物消化道中无植酸酶,粮食中大量的植酸磷不能被利用而随粪便排入环境,既浪费磷资源,又对环境造成磷污染。同时,植酸还是一种广谱性抗营养因子。据报道,饲料中添加植酸酶可使植酸磷的利用率提高到70％,鸡猪粪磷含量分别降低50％和35％,并可提高对Ca、Zn、Fe和Cu等的吸收率,而饲养效果与添加无机磷相当甚至更好,故植酸酶在饲养业及环保业展示出广阔的应用前景。本文报道耐高温植酸酶菌株的筛选及其体外去玉米、豆粕和麸皮植酸磷的效果。     

土壤中微生物植酸酶的活性及其提高方法与应用

磷是有限不可再生资源,土壤缺磷是植物生长和农作物生产的主要限制因子之一。无机磷肥施入土壤后,极易被土壤固相吸附或与金属阳离子形成难溶性络合物或转化为有机磷,导致其生物可利用性降低。土壤磷主要以有机磷形式存在,占比20%-80%。有机磷又以植酸(盐)为主要成分,占比约50%。植酸不可被植物直接吸收利用,需在专一性酶植酸酶作用下经脱磷酸化水解释放磷供植物吸收。土壤植酸酶主要来源于微生物,易受温度、pH、土壤吸附、钙含量及钙磷比、底物含量和有效性等影响,导致酶活降低甚至失活。如何保持或提高土壤中植酸酶活性,进而提高土壤内源植酸磷的利用率,对降低外源磷肥施加和保障农业生产具有重要意义。本文综述微生物植酸酶的来源、分类与作用机制及土壤中植酸酶活性的影响因素,重点阐述保持或提高其活性的方法及实际应用效率。针对土壤植酸酶活性低和稳定性差的问题,对通过调控最适pH范围、提高热稳定性、将植酸酶负载于纳米材料和基因工程改造等改善植酸酶性质的方法进行展望。综述内容可为理解土壤中植酸酶活性的影响因素,进而提高土壤内源植酸磷的利用效率提供理论依据和技术参考,对减少外源磷肥施用、降低磷流失和土壤面源/水体污染风险及保障农业可持续发展具有一定的现实意义。     

两个基因型水稻利用有机磷的差异及其与根系分泌酸性磷酸酶活性的关系

以低磷条件下根系分泌酸性磷酸酶活性有显著差异的两个基因型水稻中部51和Azucena为材料,通过琼脂培养试验研究它们在无菌条件下利用植酸钠（IHP）的情况以及接种土壤微生物对水稻利用植酸钠能力的影响.结果表明：以植酸钠为磷源生长的中部51和Azucena的植株地上部干物质量、吸磷量和磷浓度均显著低于以无机磷为磷源生长的植株,植酸钠处理的水稻植株地上部吸磷量和磷浓度也均显著高于无磷处理植株,表明无菌培养条件下水稻能部分利用植酸钠.低磷条件下两个基因型水稻根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于正常供磷处理,且低磷条件下中部51根系分泌的酸性磷酸酶活性较高,这可能是无菌条件下中部51利用植酸钠的能力高于Azucena的机理之一.高水平植酸钠处理（0.96 mmol P·L^-1）下两个基因型水稻植株地上部干物质量、磷含量及磷浓度均显著高于低水平植酸钠处理（0.16 mmol P·L^-1）,表明底物有效性可能是影响水稻利用植酸钠能力的限制因素之一.在低水平和高水平植酸钠处理下,接种土壤微生物对两个基因型水稻植株的地上部干物质量、磷含量及磷浓度均没有显著影响,表明在本试验中接种土壤微生物并不能显著提高水稻利用植酸钠的能力.     

植物植酸酶及其在饲料中的应用前景

植物植酸酶不但能分解内源植酸磷 ,对外源植酸磷同样有明显的降解作用。在饲粮中添加植酸酶活性高的植物性饲料 ,可提高猪和家禽对植酸磷的利用率 ,降低粪便中磷的排泄量 ,提高生产性能。麦类籽实中具有较高的天然植酸酶活性 ,发芽能显著提高种子中植酸酶的活性 ,因而有希望通过发芽提高麦类籽实中的植酸酶活性 ,经提纯浓缩后可达到在实际生产中应用的水平 ,从而减少在饲料中添加无机磷或价格昂贵的微生物植酸酶。     

植物种子植酸研究进展

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素。在种子发育过程中,植酸是磷的贮存库,对维持植物体内磷平衡有重要的作用。在种子萌发过程中,植酸酶分解植酸盐,释放磷、矿质营养和肌醇供幼苗生长。本文综述了近年来植物(作物)种子中植酸的生物合成途径、种子植酸含量的遗传、低植酸作物的育种等研究进展。首先,植酸生物合成途径中最初的反应底物为葡萄糖-6-磷酸,形成肌醇后,以肌醇为底物合成植酸共有两条路径:依赖脂类与不依赖脂类,目前,已分离鉴定若干植酸合成所需的关键酶及其编码基因,包括肌醇-3-磷酸合成酶、肌醇激酶、肌醇多磷酸盐激酶,以及参与植酸运输的ATP结合盒转运子。其次,利用作图群体及关联分析群体,分别在水稻(Oryza sativa L.)、白菜(Brassica rapa L.)、菜豆(Phaseolus vulgaris L.)等植物中鉴定出多个与种子植酸磷含量相关的遗传位点。第三,筛选获得有价值的低植酸突变体是培育低植酸作物的主要途径。当把低植酸作为育种目标时,可能会忽略种子植酸含量的降低给植物带来的不利影响,如何消除低植酸造成的不利影响,成为科学家们亟需解决的问题。     

转枯草芽孢杆菌植酸酶基因烟草对不同介质中植酸磷的吸收利用

利用转入枯草芽孢杆菌植酸酶基因的不同烟草株系,分别在无菌培养基、砂培和土培试验中研究了转植酸酶基因烟草对植酸磷的吸收和利用.结果表明,在无菌培养基试验中,所有转植酸酶基因烟草对植酸磷的吸收利用能力均显著高于野生型,其生物量比野生型提高了3.6～10.7倍,总磷吸收量提高了2.2～4.6倍;在沙培和土培中,转植酸酶基因烟草对植酸磷的吸收利用与野生型相比,生物量和总磷吸收量差异不显著.这说明转植酸酶基因在无菌条件下可以提高植物吸收利用植酸磷的能力,但是在自然条件下,由于微生物分解或矿物固定等原因,其作用不稳定,需要进一步研究克服土壤中的限制因素,才能使转基因植物充分发挥作用.     

植酸酶作用机理的初探

电喷雾电离－质谱联用仪分析结果表明,植酸酶水解植酸是以分步方式进行的,植酸酶能将植酸水解成植酸五磷酸酯至植酸一磷酸酯不同的中间产物。但最终产物主要为二磷酸肌醇,与一些同时形成的无机磷分子能与未水解的植酸以“－Ｏ－Ｏ”或“－Ｏ－”键形成多磷酸肌醇的更复杂的分子形式。     

转基因植物表达植酸酶研究进展

植酸是植物体内磷的主要存在形式,其绝大部分不能被单胃动物消化吸收,而随粪便排出体外造成环境污染;同时,植酸又是一种抗营养因子,它通过络合植物体内的一些营养成分而降低植物的营养价值。通过植物转基因方法使植物自身表达足量的植酸酶,以减小植酸带来的不利影响,是提高植物性饲料营养价值和控制环境磷污染的一种经济有效的措施。就转基因植物植酸酶的优势、研究现状、存在的问题及其发展前景进行了综述。     

接种不同VA菌根真菌对红三中草利用不同磷源的影响

以红三叶草为材料,利用三室隔网培养方法,研究了施用不同磷源条件下,接种VA菌根真菌（Glomus mosseae和Glomus versiforme)对外加有机磷源及土壤有机磷的利用效率,植物生长10周年,测定植株博干物重、含磷量、菌根侵染率及根系长度,结果表明：接种菌根真菌能明显增加植干物重和含磷量。接种条件下无机磷（KH2PO4）对植株生长的促进作用大于有机磷（Na-phytate)处理,接种Glomus versofrorme的作用明显大于接种Glomus mosseae。接种Glomus mosseae,植株对磷酸二氢钾中磷的吸收量明显大于植酸钠,而接种Glomus versiforme时则植株对植酸钠的磷吸收量明显高于磷酸二氢钾。上述结果说明接种两菌种对不同磷源的作用不同,接种Glomus mosseae可提高磷酸二氢钾中磷的利用率,接种Glomus versiforme则可提高对植酸的磷利用率。     

口服补钙对甘肃鼢鼠钙磷代谢的影响

利用原子吸收分光光度计、可见光分光光度计、全自动生化分析仪测定了2007年4～5月捕获的甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)补钙组(n=7)和对照组(n=7)股骨钙、磷含量,血浆钙、磷浓度,分析口服补钙对甘肃鼢鼠钙、磷代谢的影响,初步探讨甘肃鼢鼠钙、磷吸收机制。结果表明,甘肃鼢鼠补钙后股骨钙、磷含量明显增加(P0.05),血浆钙、磷浓度无明显变化(P0.05),股骨钙、磷含量与钙、磷摄入总量显著正相关(P0.01),呈不饱和趋势,股骨钙、磷含量与血浆钙、磷浓度呈不显著负相关(P0.05)。说明甘肃鼢鼠骨骼对钙、磷有较高储留能力,推测甘肃鼢鼠对钙、磷的吸收可能是非依赖VD3的被动吸收途径。     

低无机离子稻糠植酸提取方法的研究

采用醋酸解离并结合加热使植酸从种皮的复合盐中释放、石灰乳沉淀、乳酸酸化植酸钙、碱解再用离子交换脱无机离子,结合流程采用活性炭脱色的方法制备植酸.与同类方法相比,所得植酸纯度较高(68%～72%),总回收率达到70%以上;重复性及产品可溶性好,无非目的成分沉淀;色泽透明清亮,对优化粮油深加工的流程,提高产品质量有积极意义.     

接种不同VA菌根真菌对红三叶草利用不同磷源的影响

以红三叶草为材料,利用三室隔网培养方法,研究了施用不同磷源条件下,接种VA菌根真菌(Glomusmosseae和Glomusversiforme)对外加有机磷源及土壤有机磷的利用效率.植物生长10周后,测定植株干物重、含磷量、菌根侵染率及根系长度.结果表明接种菌根真菌能明显增加植株干物重和含磷量.接种条件下无机磷(KH2PO4)对植株生长的促进作用大于有机磷(Na-phytate)处理,接种Glomusversoiforme的作用明显大于接种Glomusmosseae.接种Glomusmosseae,植株对磷酸二氢钾中磷的吸收量明显大于植酸钠,而接种Glomusversiforme时则植株对植酸钠的磷吸收量明显高于磷酸二氢钾.上述结果说明接种两菌种对不同磷源的作用不同,接种Glomusmosseae可提高磷酸二氢钾中磷的利用率,接种Glomusversiforme则可提高对植酸钠的磷利用率.     

一株溶植酸磷类芽孢杆菌的分离筛选及对水稻幼苗的促生作用

采用溶磷平板筛选和重金属耐性复筛相结合,从薇甘菊根际分离到一株兼具多重金属抗性的溶磷细菌(编号为ZLT11),16S rRNA 基因序列分析显示,该菌株属于类芽孢杆菌。菌株对植酸钙和植酸的溶磷量分别为84.10和73.84 mg·L^-1,其在30 ℃、初始pH为9.0时对植酸钙的溶磷量最高,达95.66 mg·L^-1。菌株ZLT11能耐受≤400 mg·L^-1 Pb ²⁺、≤100 mg·L^-1 Cd ²⁺及≤40 mg·L^-1 Hg ²⁺,当添加植酸钙为磷源时,接种菌株ZLT11使水稻幼苗平均根长、根数、苗高和总生物量较对照幼苗分别增加106.7%、76.6%、49.0%和46.3%。菌株ZLT11还能显著促进水稻幼苗在Cd胁迫下的生长。     

菌丝室接种解磷细菌Bacillus megaterium C4对土壤有机磷矿化和植物吸收的影响

通过30μm尼龙网将根盒分成根室和菌丝室,菌丝室中的低磷土壤施加75 mg P/kg土壤的植酸钙,研究了菌丝室土壤中丛枝菌根(AM)真菌Glomus intraradices和解磷细菌Bacillus megaterium C4对有机磷的矿化和吸收.结果表明,在试验条件下,植酸钙的溶解性很低,对土壤溶液有机磷的贡献不大.接种解磷细菌C4提高了土壤中磷酸酶的活性,减少了土壤中有机磷的含量.但是,由于存在解磷细菌与AM真菌对磷的竞争,解磷细菌矿化出的磷大部分被自身利用,AM真菌的生长受到抑制,解磷细菌对植物磷营养的改善没有表现出显著的贡献.     

MtPAP1表达特性及异源表达对拟南芥有机态磷吸收的影响

高磷条件下,MtPAP1主要在叶片中表达;在低磷条件下,MtPAP1在叶片中表达水平较低,在根系中的表达量则较高,超过了其它器官中的表达量。在以植酸盐为唯一磷供源的条件下,与对照相比,超量表达MtPAP1的拟南芥转基因植株中,根系细胞间隙中的酸性磷酸化酶（APase）活性明显提高。HPLC分析表明,液体培养基中的有机态磷可被转基因拟南芥分泌的APase快速降解。在以植酸盐为唯一磷供源条件下,超量表达MtPAP1的拟南芥转基因植株的生物学产量、植株无机磷含量和全磷含量明显高于野生种。     

滴定法快速测定发酵液中植酸酶活性

目前植酸酶发酵液中植酸酶活测定方法主要采用比色法,但此方法受到发酵液中磷的严重干扰,大大降低了检测的准确性.为避免传统方法中磷对检测过程的影响,笔者基于酶活性可用单位时间、单位体积中底物的减少量来表示的原理,通过自动滴定检测植酸钠浓度变化并建立分析模型计算出植酸酶活性.结果显示:在200～1 000 U/mL范围内,不...     

饲料钙磷含量和钙磷比对生长期大鼠体重增长与骨骼发育的影响

目的研究饲料中不同的钙磷含量和钙磷比对生长期实验大鼠体重及骨骼发育的影响。方法采用完全随机化设计方案,取1月龄（100±10）g清洁级Wistar雄性大鼠70只,随机分成7组,每组10只,饲喂7种不同钙磷含量的饲料。自由采食,饮用去离子水,试验期42 d。各组于实验开始和结束时称重。试验结束后,处死动物并分离一侧胫骨和股骨用于实验指标的检测。结果当保持饲料中钙或者磷中的一种含量不变的情况下,调整另一种的含量即改变钙磷比例时,1.2∶1的正常钙磷比例组生长期实验大鼠增重及骨骼发育要明显好于0.4∶1的低钙磷比例组和4∶1的高钙磷比例组（P〈0.05）,并且当保持饲料中钙磷比例不变时,即使在低钙低磷和高钙高磷进食水平下,正常钙磷比例组大鼠增重及骨骼发育都较好,但低钙磷比例组和高钙磷比例组大鼠增重及骨骼发育则由于饲料中钙磷含量的变化波动较大（P〈0.05）。结论饲料中钙和磷需按比例添加,如果两者绝对含量相差过大就会影响到动物的增重及骨骼发育,本实验证明饲料钙磷比为1.2∶1时生长期实验大鼠增重及骨骼发育较好。     

蜜蜂人工代用花粉中适宜钙磷水平的初步研究

钙磷是蜜蜂饲粮中必需的常量元素。为了探讨蜜蜂人工代用花粉中适宜的钙磷水平,本试验选取蜂王、群势基本一致的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica Spinola 70群,随机分为14个组,每组5群蜂,前12组饲喂采用均匀设计法配制的不同钙磷水平的人工代用花粉。第13组饲喂不加钙磷的人工代用花粉为负对照,第14组饲喂纯油菜花粉为正对照。试验从春繁开始,到刺槐流蜜期结束为止。试验期间测定蜂群的采食量、蜂群群势、幼蜂初生重,成蜂蜂体组织内钙磷含量。结果表明:当人工代用花粉中钙磷水平分别为0,0.65%时,蜂群的采食量、蜂群群势、幼蜂初生重均取得最大值;成蜂蜂体组织内钙含量与人工代用花粉中钙磷含量成正相关,成蜂蜂体组织内磷含量与人工代用花粉中钙磷含量之间没有相关性。     

水稻种子植酸含量的地域差异

植酸及植酸盐是种子中普遍存在的物质。植酸是肌醇六磷酸脂,谷物种子中的磷大部分以这种形式贮存于皮层、胚,尤其是糊粉层中,它在细胞中主要存在于蛋白体内。在油质种子中植酸的含量很高［１］,且在相同的生态条件下含量恒定［２］。有作者认为,杂交水稻种子中植酸的含量主要受母体基因型控制［３］。但是,同一品系水稻在不同地域栽种后,其种子植酸含量的差异则未见研究报道。本文就这方面的问题进行了初步研究。１　材料与方法１．１供试材料　进行实验栽种的水稻品系共有１９个,分别为湖北大学生命科学学院选育出的Ｒ１８．Ｒ３２…     

植酸酶高产菌株的诱变选育

无花果曲霉是一种可以产植酸酶的菌株,其代谢产物植酸酶可以将有机植酸磷降解为无机磷。以此菌株为出发菌株,确定了它的最适pH值为1.3~1.4,最适温度为55~60℃。同时,为获得高酶活的突变株,进行亚硝基胍和紫外线处理,经初筛得到99株高效突变株,再经复筛和传代试验,得到1株植酸酶活性是出发菌株2.47倍的突变株NTG-23。