非蛋白氨基酸的生物合成及其生物学作用

解释了蛋白氨基酸和非蛋白氨基酸,并着重论述了非蛋白氨基酸的生物合成及其生物学作用。非蛋白氨基酸的生物合成主要通过基本氨基酸合成后的修饰、代谢及消旋作用产生,其生物学作用主要表现在能合成其他含氮物质、储藏氮和运输氮、储能、组成细菌细胞壁、毒性作用及药物作用等方面。     

缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响

对基质育苗后水培的菘蓝进行缺氮与复氮处理,分析其生长情况及氮代谢产物含量的变化,探讨缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响,以提高菘蓝产量和品质以及栽培过程中的氮素利用效率。结果显示:(1)正常供氮条件下,菘蓝幼苗的叶绿素含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝态氮含量、靛玉红含量为最高,而其株高、主根直径、根的鲜重与干重、叶的鲜重与干重、根系活力均最小。(2)缺氮处理增加了菘蓝幼苗的主根直径和根干重,提高其根系活力和硝酸还原酶(NR)活性,促进游离氨基酸在叶中的积累;但降低了GS的活性,也降低了叶中硝态氮、可溶性蛋白、靛玉红及根中游离氨基酸的含量;缺氮对叶中靛蓝的含量无明显影响。(3)复氮处理增加了菘蓝幼苗的株高、主根长、根鲜重、叶鲜重、叶干重,提高了其根系活力,降低了NR和GS的活性;与对照相比,复氮降低了叶中硝态氮含量,提高了叶中可溶性蛋白、靛蓝及根中游离氨基酸的含量,但对叶中游离氨基酸和靛玉红含量影响较小。研究表明,缺氮后再复氮有利于菘蓝幼苗叶的生长,同时有利于增加其叶内靛蓝含量,从而提高其产量和品质。     

氮素对不同类型玉米籽粒氨基酸、蛋白质含量及其组分变化的影响

以普通玉米掖单22和高油玉米高油115为材料,研究了不同供氮条件下玉米籽粒中蛋白质及其组分的含量、清蛋白和球蛋白含量、醇溶蛋白和谷蛋白含量、籽粒氨基酸总鼍以及氨基酸组分含量的品种差异。结果表明。氮素供应水平对两种类型玉米灌浆期间籽粒蛋白质含量变化作用相同,前期逐渐下降,至成熟期略有升高;籽粒清蛋白和球蛋白、醇溶蛋白和符蛋白含量变化动态各处理基本一致,两种类型玉米籽粒清蛋白含量随时间的推移逐渐降低。球蛋门含量的变化动态旱单峰曲线,峰值出现在授粉后30d。醇溶蛋白含量均呈“V”型变化,以授粉30d后最低。谷蛋白的含量则均呈上升趋势。氮素供应水平对两种类型玉米籽粒中各蛋白质组分禽量的变化的影响作用有所不同。对高油115籽粒中球蛋白含量的影响较小;施氮水平并不改变两种类型玉米籽粒氨基酸总量的变化趋势。但两种类型玉米籽粒中氨基酸组分的含量变化较大。     

薏苡仁蛋白质组分研究

目的:对药食两用功能的薏苡仁蛋白质四类组分和氨基酸含量进行分析。方法:采用旋光法、索氏提取法、烘干法、马弗炉法分别进行淀粉、粗脂肪、水分和灰分的测定;采用顺序抽提法依次进行清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的提取,用Brandford和凯式定氮法进行蛋白质含量分析;采用氨基酸分析仪进行氨基酸含量测定。结果:薏苡仁总蛋白含量为14.17%,其中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量分别为0.20、0.88、6.34和5.30 mg/100mg鲜重,分别占总蛋白质含量的1.43%、6.20%、44.74%和37.38%;薏苡仁粉经酸水解后共检测到15种氨基酸,除Trp外,人体必需氨基酸和半必需氨基酸均有检测到;各氨基酸含量也存在着差异,含量最高的为Glu(3.59 mg/100mg),含量最低的为Me(t0.17 mg/100mg)。结论:薏苡仁蛋白中醇溶蛋白和谷蛋白含量较丰富,为今后进一步开发薏苡仁功能食品提供了理论数据。     

反硝化作用的重要意义及实际应用

自然界的氮素以3种形态存在;分子氮,约占大气的78％;无机氮化物（氨氮和硝酸氮）;有机氮化物（蛋白质、氨基酸等）。这3种形态的氮在微生物、植物和动物的协同作用下互相转化,构成氮的循环,如图所示：自然界氛的循环示意图在氮的循环中微生物起着重要作用,即固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用。大气中的分子氮只有通过固氮作用转化为氨,才能被植物吸收利用,通过合成代谢,氮就会被固定到植物蛋白中,动物通过食用植物蛋白将氮固定到动物蛋白中。动植物的尸体或废物又被微生物分解而产生氨,这就是氨化作用。在有氧条件下,…     

植物对硼元素的吸收转运机制

硼是植物生长发育所必需的微量元素,但是在世界范围内,土壤中硼含量过高或者过低都会对植物生长产生影响,是农业生产上的主要问题.近来人们对硼的吸收转运机制的研究取得了突破性进展,鉴定了一些硼的转运通道和转运蛋白,例如：NIP5;1、NIP6;1、BOR1和BOR4,并对它们的转运机制有了一些了解.植物在硼缺少的情况下首先通过转运通道NIP5;1把硼吸收到共质体,然后通过转运蛋白BOR1运入中柱;在高硼毒害时,通过转运蛋白BOR4把过多的硼转出植物体,同时在植物中增加糖醇的含量,过表达BOR1或BOR4都能改变植物对硼含量变化的耐受性.因此,对植物中硼吸收转运机制的研究将有利于人们通过生物学手段提高作物对土壤中硼过高或过低的抗性.     

红花玉兰花色形成的初步研究

对红花玉兰不同花色花瓣中营养元素、基础代谢物、花色素苷含量及苯丙氨酸转氨酶(PAL)、苯基苯乙烯酮黄烷酮异构酶(CHI)活性差异进行比较分析,以探讨花色形成的生理机制.结果显示:(1)随着花色的加深,全氮、硝态氮、磷、钾、游离氨基酸和可溶性蛋白含量逐渐降低,铁、锌、可溶性糖和花色素苷含量逐渐升高,PAL和CHI的活性增强.全氮、游离氨基酸、可溶性糖和花色素苷含量在不同花色花瓣中差异显著.(2)相关性分析表明,可溶性糖含量、PAL和CHI的活性与花色素苷含量变化之间呈极显著正相关;钾、锌、铁含量变化与花色素苷含量之间呈显著正相关;全氮、磷、硝态氮含量变化与花色素苷含量之间呈极显著负相关;游离氨基酸和可溶性蛋白质含量与花色素苷含量之间呈显著负相关.研究表明,全氮、游离氨基酸含量降低,可溶性糖、花色素苷含量增加可显著促进花色加深;钾、磷、锌,铁、PAL、CHI通过参与一定的生理代谢,调节花色素苷的形成而影响红花玉兰花色色调的改变.     

不同硼氮浓度对水稻经济性状的影响

籼稻品种庆莲16的抽穗日期、结实率和千粒重分别随着氮浓度的提高而延迟和降低,但随着硼浓度的提高而改善.在80和120ppm氮浓度中,随着硼浓度增加,抽穗期明显提早,千粒重逐渐提高。加硼处理的结实率较无硼的显著提高,氮浓度越高,提高幅度越大。     

施氮水平对小麦籽粒发育过程中氨基酸含量的影响

施氮能提高小麦籽粒蛋白质氨基酸的含量,并与施氮水平呈正相关;但对普通小麦必需氨基酸与蛋白质氨基酸的比值没有影响,而硬粒小麦4286随施氮水平的提高,该比值下降。在开花后32d以前,籽粒发育过程中游离氨基酸与施氮水平呈正相关,以后,籽粒中游离氨基酸趋于相近,表明施氮增加了游离氨基酸的库源,不同基因型小麦对施氮水平的反应不同,在同等施氮水平和栽培条件下,籽粒中蛋白质氨基酸和游离氨基酸含量为硬粒小麦4286＞小偃6号＞小偃107,不同施氮水平下,籽粒中氨基酸含量为高氮＞中氮＞低氮。     

薏苡仁蛋白质组分研究

目的：对药食两用功能的薏苡仁蛋白质四类组分和氨基酸含量进行分析。方法：采用旋光法、索氏提取法、烘干法、马弗炉法分别进行淀粉、粗脂肪、水分和灰分的测定;采用顺序抽提法依次进行清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的提取,用Brandford和凯式定氮法进行蛋白质含量分析;采用氨基酸分析仪进行氨基酸含量测定。结果：薏苡仁总蛋白含量为14．17％,其中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量分别为0．20、0．88、6．34和5．30mg／100mg鲜重,分别占总蛋白质含量的1．43％、6．20％、44．74％和37．38％;薏苡仁粉经酸水解后共检测到15种氨基酸,除Trp外,人体必需氨基酸和半必需氨基酸均有检测到;各氨基酸含量也存在着差异,含量最高的为Glu（3．59mg／100mg）,含量最低的为Met（0．17mg／100mg）。结论：薏苡仁蛋白中醇溶蛋白和谷蛋白含量较丰富,为今后进一步开发薏苡仁功能食品提供了理论数据。     

水氮调控对设施土壤供氮潜力的影响

利用连续3年不同灌水下限(25、35和45 kPa)和施氮量(75、300和525 kg N·hm~(-2))的膜下滴灌设施番茄田间试验,探讨水氮调控对设施土壤供氮潜力的影响。结果表明:灌水下限和施氮量对土壤有机碳和全氮储量的影响显著,而水氮交互作用对二者影响均不显著;灌水下限、施氮及其交互作用对休耕期0～30 cm设施土壤有机氮组分、微生物量氮和固定态铵储量的影响显著;不同水氮调控下,设施番茄休耕期0～30 cm土壤酸解氮组分储量及占酸解总氮比例的大小顺序依次为酸解氨基酸氮酸解铵态氮酸解未知氮酸解氨基糖氮;酸解氨基酸氮是设施土壤中最主要的有机氮形态;酸解氨基酸氮与酸解铵态氮、酸解氨基糖氮、酸解总氮、非酸解氮、有机碳和全氮均呈显著相关;土壤固定态铵与酸解氨基酸氮呈显著正相关;土壤微生物量氮与酸解铵态氮、酸解氨基糖氮呈显著正相关,与酸解氨基酸氮呈显著负相关。土壤酸解氨基酸氮、土壤微生物量氮和固定态铵在一定程度上可作为设施土壤供氮潜力的反映指标,科学合理的水氮措施对提升设施土壤供氮潜力具有重要意义。     

利用高产蛋白酶霉菌降解脱脂豆粕、玉米胚芽粕制备混合氨基酸的研究

利用高产蛋白酶霉菌降解脱脂豆粕、玉米胚芽粕制备混合氨基酸具有无污染、纯度高、产率高的特点。产品中含十八种氨基酸,其中人体必需的八种氨基酸全都具备,占混合氨基酸总量的41.5%。氨基酸生成率达40%,产率达18%,原料蛋白利用率达87.2%、氨基态氮生成率达52.6%有实用价值和发展前景。     

开放式空气二氧化碳浓度增高(FACE)条件下水稻的根系活力和氮同化能力

利用FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台技术,用伤流量法研究了低氮(LN 150 kg·hm^-2)和常氮(NN 250 kg·hm^-2)水平下,大气CO₂浓度升高对水稻分蘖、抽穗期和穗后35 d根系活力和根系N同化能力(氨基酸合成能力)的影响.结果表明,就整株水稻来看, CO₂浓度升高和N处理对根系活力无显著影响;但由于FACE条件下水稻分蘖数增加14.5%(LN)和20.7%(NN),使每茎根系活力(伤流强度)降低1.4%～21.7%.在分蘖和抽穗期,虽然FACE处理促进了根系吸收的无机N向氨基酸转化,根系伤流液中氨基酸氮/无机氮提高11.1%～143.1%,但氨基酸浓度和合成总量和对照相比无明显差异.在穗后35 d,FACE处理减弱了水稻根系的N同化能力,表现为根系伤流液中氨基酸/无机氮降低38.1%(LN)和29.2%(NN);同时氨基酸浓度降低34.0%(LN)和44.7%(NN),氨基酸合成总量降低50.8%(LN)和40.0%(NN).提高施氮水平促进了抽穗期水稻根系对无机氮的吸收,伤流液中无机氮含量增加51.1%(对照)和155.2%(FACE),但并未增加氨基酸合成量,由此导致抽穗期氨基酸氮/无机氮显著降低19.5%(对照)和36.8%(FACE);同时,氮处理在这个时期与FACE处理表现出明显的交互作用.     

甘蓝型油菜扩展蛋白家族的全基因组鉴定及其对缺硼胁迫响应的差异分析

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)硼高效品种‘青油10号’和硼低效品种‘Westar 10’为研究对象,采用生物信息学分析、转录组测序和实时荧光定量PCR技术,鉴定其基因组中扩展蛋白的家族成员,并对该基因家族响应缺硼胁迫的表达差异进行分析。结果显示,甘蓝型油菜基因组中包含109个扩展蛋白,可分为4个亚家族,包括:79个扩展蛋白A(BnaEXPAs)、21个扩展蛋白B(BnaEXPBs)、5个类扩展蛋白A(BnaEXLAs)和4个类扩展蛋白B(BnaEXLBs)。同一亚家族中的扩展蛋白具有相对保守的基因结构和蛋白质基序组成。这些扩展蛋白基因分布在19条染色体上,其中10个位于硼高效QTL区间内。转录组测序分析结果表明,缺硼胁迫时‘青油10号’的根、幼叶和老叶中分别有40、18和30个扩展蛋白基因显著上调或下调表达;而‘Westar10’中分别有27、24和41个扩展蛋白基因显著上调或下调表达。其中‘青油10号’根中的BnaC04.EXPA6a,幼叶中的BnaA09.EXPA5以及老叶中的BnaA09.EXPA16、BnaC04.EXPA3、BnaCnn.EXPA5b和BnaA03.EXPA8基因的表达水平均显著高于‘Westar10’。研究结果说明甘蓝型油菜基因组中扩展蛋白基因家族数量庞大,其中高、低效品种间和不同硼水平中差异表达的扩展蛋白可能在甘蓝型油菜低硼适应性中发挥重要作用。     

不同施氮水平对烟草叶片游离氨基酸含量及脯氨酸和苯丙氨酸代谢的影响

人工施氮量是影响烟叶中游离氨基酸含量的重要因素,而后者很大程度上影响着烟叶的品质和风味。为了解不同施氮量对烟叶中游离氨基酸含量的影响,在大田条件下通过设置施氮量为60 kg/hm~2、90 kg/hm~2和120 kg/hm~2 3个施氮水平进行处理,用分光光度法和气相色谱-质谱联用法分析,研究了不同施氮水平对游离氨基酸含量以及脯氨酸和苯丙氨酸代谢关键酶及其基因表达的影响。结果表明,随施氮水平的不同,烟叶中总游离氨基酸、脯氨酸和苯丙氨酸含量随施氮水平增加而增高;而亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸和4-氨基丁酸含量在施氮水平为60 kg/hm~2时最高。脯氨酸代谢相关酶和苯丙氨酸代谢相关酶活性均随施氮水平升高而增强,其基因相对表达量也随之上调。上述研究结果表明施氮水平可显著影响烟叶中游离氨基酸含量、种类及其代谢过程。     

鼎湖山季风常绿阔叶林林下层3种优势树种游离氨基酸和蛋白质对模拟氮沉降的响应

报道了林下层3种优势树种光叶山黄皮（Randia canthioides）、黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）和厚壳桂（Cryptocarya chinensis）叶片游离氨基酸和蛋白质对模拟氮沉降的响应,并探讨这3种植物中重要氨基酸对氮沉降的指示作用,以及γ-氨基丁酸含量的变化对植食性动物的可能影响,为揭示氮沉降对森林植物生理生态影响及其机理,以及监测氮沉降对植被的影响等一系列问题提供初步的理论基础.结果表明,试验21个月后,3个树种叶片游离氨基酸和蛋白质的含量均发生了明显的变化.对总的游离氨基酸含量而言,光叶山黄皮和厚壳桂对氮处理的响应相似,氮处理样地的含量均高于对照,并且中氮处理显著高于对照（p＜0.05）,但两者在高氮处理下均出现了下降的趋势;黄果厚壳桂随着氮处理强度的增加,游离氨基酸总量呈现下降趋势.对于可溶性蛋白质含量来说,光叶山黄皮、黄果厚壳桂和厚壳桂在氮处理下都出现了增加的趋势,黄果厚壳桂和厚壳桂增加尤为明显.找出了对氮沉降响应敏感的指示剂.游离氨基酸丝氨酸、精氨酸和γ-氨基丁酸,特别是精氨酸,可以用来作为光叶山黄皮对氮沉降响应的指示剂;γ-氨基丁酸可以作为黄果厚壳桂对氮沉降响应的指示剂;丝氨酸和γ-氨基丁酸可以作为厚壳桂对氮沉降响应的指示剂.个别游离氨基酸的积累情况可被用来监测氮沉降对植被的影响.     

甘蓝型油菜扩展蛋白家族的全基因组鉴定及其对缺硼胁迫响应的差异分析（英文）

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)硼高效品种‘青油10号’和硼低效品种‘Westar 10’为研究对象,采用生物信息学分析、转录组测序和实时荧光定量PCR技术,鉴定其基因组中扩展蛋白的家族成员,并对该基因家族响应缺硼胁迫的表达差异进行分析。结果显示,甘蓝型油菜基因组中包含109个扩展蛋白,可分为4个亚家族,包括:79个扩展蛋白A(Bna EXPAs)、21个扩展蛋白B(Bna EXPBs)、5个类扩展蛋白A(Bna EXLAs)和4个类扩展蛋白B(Bna EXLBs)。同一亚家族中的扩展蛋白具有相对保守的基因结构和蛋白质基序组成。这些扩展蛋白基因分布在19条染色体上,其中10个位于硼高效QTL区间内。转录组测序分析结果表明,缺硼胁迫时‘青油10号’的根、幼叶和老叶中分别有40、18和30个扩展蛋白基因显著上调或下调表达;而‘Westar10’中分别有27、24和41个扩展蛋白基因显著上调或下调表达。其中‘青油10号’根中的Bna C04.EXPA6a,幼叶中的Bna A09.EXPA5以及老叶中的Bna A09.EXPA16、Bna C04.EXPA3、Bna Cnn.EXPA5b和Bna A03.EXPA8基因的表达水平均显著高于‘Westar10’。研究结果说明甘蓝型油菜基因组中扩展蛋白基因家族数量庞大,其中高、低效品种间和不同硼水平中差异表达的扩展蛋白可能在甘蓝型油菜低硼适应性中发挥重要作用。     

聚糠萘水剂对不同积温带玉米花后叶片氮同化的影响

试验于2010—2011年在黑龙江省3个积温带哈尔滨市(Ⅰ)、绥化市(Ⅱ)、依安县(Ⅲ)的试验站进行,以郑单958和丰单3号为材料,研究大田条件下温度差异对花后玉米穗位叶氮同化及产量的影响与化学调控剂——聚糠萘水剂(PASP-KT-NAA,PKN)的调控效应。结果表明:(1)硝酸还原酶活性(Nitrate Reductase Activity,NRA)、硝态氮、叶绿素、叶片氮含量表现为ⅠⅡⅢ;可溶性蛋白与游离氨基酸含量花后0—10 d表现为Ⅲ高于Ⅰ、Ⅱ;在花后30—40 d游离氨基酸Ⅰ高于Ⅱ、Ⅲ;PKN处理提高NRA、硝态氮、叶绿素、叶片氮含量、可溶性蛋白和游离氨基酸含量。(2)玉米产量均表现为ⅠⅡⅢ,郑单958产量均高于丰单3号;PKN处理后,玉米产量均高于清水对照,其中郑单958化控处理(Zhengdan treatment,ZDTR)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的增产幅度分别为为3.09%—8.81%,4.61%—10.91%,5.91%—13.51%;丰单3号化控处理(Fengdan treatment,FDTR)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的增产幅度为2.43%—5.19%,3.03%—6.01%,2.57%—4.62%。PKN处理提高了3个积温带玉米穗位叶片氮同化关键酶活及其产物含量,促进低温条件下氮同化正常进行,最终提高产量。     

丛枝菌根真菌萌发孢子利用不同氮素及外源葡萄糖对其代谢的影响

对各种含氮基质、葡萄糖和(或)根浸出液中培养的丛枝菌根真菌Glomus intraradices孢子,在萌发过程中对不同氮素的利用及其氨基酸的生物合成进行了研究.用稳定同位素标记及质谱仪来分析不同氮素的利用和氨基酸的生物合成.以高效液相色谱测量氨基酸的浓度.在缺少外源氮素的情况下,丛枝菌根真菌孢子萌发时可以利用内部储存的含氮化合物生物合成游离氨基酸.其中,丝氨酸和甘氨酸是大量合成的氨基酸.合成的氨基酸浓度在2周内随着萌发时间的增加而增加.在有可利用的外源无机氮(铵盐、硝酸盐和尿素)和有机氮(氨基酸)时,铵盐和尿素比硝酸盐更容易被AM真菌萌发孢子利用,而其利用氨基酸中的氮比无机氮源慢的多.孢子吸收同化外源无机氮,且将其整合到游离氨基酸中,这些新生氨基酸浓度比无外源氮添加时要高得多.在无葡萄糖添加的硝酸盐培养液中,AM真菌孢子中积累大量天冬酰胺.然而,在含有葡萄糖的培养液中,萌发孢子因葡萄糖的吸收促进了对外源氮的吸收,产生的游离氨基酸是无葡萄糖时的5倍,并且发现精氨酸转为含量最多的游离氨基酸.并且,从外源氮吸收同化的氮可以储存于精氨酸中,随之,精氨酸被整合到AM真菌孢子储存的蛋白质中.此外,根浸出原液在AM真菌孢子萌发2周后对氮的吸收作用不明显.     

印度木薯花叶双生病毒外壳蛋白的研究Ⅱ．计算机分析外壳蛋白的一些特性

用NWGCG软件系统分析了印度木薯花叶双生病毒外壳蛋白的一些性质：(1)外壳蛋白是碱性蛋白,其等电点为10．91;(2)在外壳蛋白氨基酸序列中分布有α—helcies,β—Sheets及turns等二级结构;(3)分析了外壳蛋白中可能的表面氨基酸区域,亲水性和抗原决定簇区域;(4)在外壳蛋白的氨基酸序列中存在两个糖基化位点HNT,同时分析了双生病毒外壳蛋白氨基酸遗传密码的利用频率。