利用气相色谱-质谱联机测定土壤氨基酸手性异构体13C富集比例

氨基酸手性异构体的转化与更新程度在表征土壤有机质的循环转化机制方面具有重要意义.为有效区分土壤中原有的和利用外加碳源新合成的氨基酸,本文建立了稳定同位素培养 气相色谱/质谱联机测定土壤氨基酸手性异构体¹³C富集比例的方法.由于培养过程中加入的¹³C葡萄糖被迅速利用形成氨基酸碳骨架,因而利用质谱技术可检测同位素的富集强度的变化.外加葡萄糖直接合成氨基酸的比例可利用质谱碎片(F+n)的相对强度变化来评价（n为质谱碎片F中含有的碳原子数目）;而源于葡萄糖的¹³C同位素在氨基酸分子中的富集程度是所有同位素峰相对强度变化的总和.¹³C在目标化合物中的富集比例用原子百分超（APE）评价,D 氨基酸的APE还需进一步利用水解诱导的外消旋化系数校正.¹³C在目标化合物中的富集程度可反映各氨基酸手性异构体的碳循环速率大小,是研究土壤氨基酸动态变化的有力工具.     

蛋白质分子量子化学计算方法的研究进展

蛋白质分子量子化学计算有以下的几种方法:计算显微镜方法、定域分子轨道方法、线性标度半经验量子化学方法、团簇埋入自洽循环计算法。并分析该领域的现状和存在的问题,最后预测了其未来的发展趋势。     

颗粒有机质的来源、测定及其影响因素

土壤活性有机质及其组分作为土壤质量的重要指标在土壤化学、物理和生物性质方面起着重要作用。颗粒有机质能够有效地反映有机质的特性,与微生物生长、营养供给及C、N的生物学调节密切相关。作为活性有机质的一个量度指标,颗粒有机质越来越受到人们的重视。本文综述了土壤颗粒有机质的来源及其在土壤有机质转化过程中的作用,对其测定方法作了系统的描述,阐明了土壤理化性质、农业措施(施肥与耕作)及土地利用类型对土壤颗粒有机质在土壤形成及维持其稳定性方面的影响。     

乙草胺的微生物降解及其对土壤磷脂脂肪酸特性的影响

通过监测不同培养条件下（灭菌、加选择抑菌剂、未灭菌）土壤中乙草胺残留数量和培养期间微生物标识物磷脂脂肪酸（PLFAs）含量的变化,探讨了以田间推荐量施用乙草胺时,不同微生物群落对乙草胺降解的相对贡献以及乙草胺对黑土微生物群落结构的影响.结果表明：乙草胺易于被微生物降解,其中,细菌对乙草胺的降解作用显著大于真菌,而真菌对乙草胺有更强的耐受能力.施入乙草胺后,各磷脂脂肪酸数量发生了显著变化,C14∶0、C16∶0和C18∶0所指示的土壤微生物量均有所下降;细菌PLFAs数量在培养初期显著降低,而后与对照的差异显著减小,表明细菌活性随着乙草胺的降解有所恢复;在施用乙草胺后的整个培养过程中,土壤真菌PLFAs数量始终低于对照,暗示着乙草胺对真菌的抑制可能是长期而不可逆的.     

不同施肥管理措施对农田土壤中植物和微生物残留组分的影响

在农田生态系统中,施肥是维持和提高土壤有机碳(SOC)水平的重要管理措施。微生物代谢和植物组分存留共同控制着有机碳的截获过程。本研究利用肥料与肥力长期(30年)定位试验,以氨基糖和木质素分别作为微生物和植物残留组分标识物,探讨长期不同施肥处理对黑土农田中微生物和植物残体组分积累及有机碳库的影响。结果表明: 与未施肥处理相比,施用无机肥(单施氮肥或有机无机肥配施)可增加作物生物量和土壤氨基糖的积累,但对木质素和SOC含量无显著影响,说明无机肥施入刺激了微生物底物同化,加速了有机碳和木质素在耕层的周转。与无机肥相比,长期施用有机肥促进了SOC的累积(增幅38.3%),但是氨基糖在土壤有机碳中所占的比例并未发生显著变化,说明微生物残留物对SOC积累的贡献具有饱和性;而有机肥施入增加了木质素在SOC中的比例,即增加了植物残体对SOC长期积累的贡献。与单施有机肥相比,有机无机肥配施增加了微生物残留物对SOC的积累。因此,长期施肥可以调节微生物残留物和植物残留组分的不同积累过程,从而影响SOC的积累和稳定机制。     

土壤有机氮组分的年际变化及其对秸秆还田的响应

阐明土壤有机氮组分的年际变化特征及其对秸秆还田的响应对合理调控土壤有机氮库和土壤可持续利用具有重要意义。在沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站进行田间微区试验(土壤类型为潮棕壤),设置单施氮肥(200 kg N·hm^-2,下同)、50%秸秆还田配施氮肥和100%秸秆还田配施氮肥3个处理,采用Bremner酸水解法对试验第1、3、6、9年的土壤有机氮组分进行分级。结果表明: 氨基酸态氮含量随着耕作年限的增加逐渐提升,提升幅度为39.8%;酸解未知态氮含量提升幅度为10.8%,且在第3年时最高;土壤总氮和其他有机氮组分含量随耕作年限变化不大。相对容易矿化的酸解总氮占土壤总氮的比例随耕作年限的增加逐渐增加,比较稳定的未酸解态氮占土壤总氮的比例随耕作年限的增加逐渐下降,说明随着耕作年限的增加土壤氮素有效性提高,土壤供氮能力增强。与单施氮肥相比,加入秸秆提高了土壤总氮和各酸解态氮含量,秸秆还田量越多,提升效果越明显。秸秆还田对酸解态氮组分的影响主要发生在试验第6、9年,增加的土壤总氮主要为氨基酸态氮和酸解未知态氮,从而提高了土壤中酸解态氮占土壤总氮的比例。秸秆还田能够提升土壤氮库容,提高土壤保氮供氮能力。     

东北黑土氨基糖的矿化动态及其对外源物质添加的响应

采用间歇淋洗好气培养法研究了东北黑土中3种不同微生物来源氨基糖(氨基葡萄糖、胞壁酸和氨基半乳糖)的矿化动态以及对葡萄糖添加和葡萄糖与氮肥配施的响应.结果表明:土壤中不同种类的氨基糖具有不同的矿化特征.培养期间胞壁酸含量减少25.4%而氨基葡萄糖含量降低7.1%,表明细菌来源的胞壁酸在土壤中的矿化速率快于真菌来源的氨基葡萄糖,但氨基葡萄糖的矿化数量(68.4 mg·kg^-1)显著高于胞壁酸(15.4 mg·kg^-1).葡萄糖添加以及葡萄糖与氮肥配施均显著提高了土壤中氨基葡萄糖和胞壁酸的含量,但两种处理的影响有所不同.相比之下,氨基半乳糖在土壤中矿化较慢,并且受外源物质的影响较小,表现出较高的稳定性.     

生物信息学中的分布式计算

生物信息学的发展给计算机技术带来了挑战,通过介绍当前在生物信息学研究领域已经得到广泛使用或正在研发的各种分布式计算平台、工具或研究项目,以此来概观生物信息学领域中分布式计算应用的现状。     

土壤碳水化合物的测定方法及其指示作用

碳水化合物是土壤有机质的重要组成成分,也是土壤中易降解的有机成分之一,对土壤有机质的转化和土壤团聚体的形成有着重要影响.土壤碳水化合物的水解方法主要有硫酸、盐酸和三氟乙酸水解法,其检测方法主要有比色分析法、气相色谱法、液相色谱法和高效阴离子交换色谱 脉冲电流检测法.文中论述了土壤碳水化合物的水解、纯化与检测方法,并重点介绍了气相色谱的衍生方法及各方法的优缺点,简要概述了碳水化合物对土壤有机质变化的指示作用.     

不同供氮水平对施用玉米秸秆后黑土氨基糖转化的影响

采用室内恒温(25 ℃)培养方法,设置4个氮素添加水平(0、60.3、167.2、701.9 mg N·kg^-1,依次标记为N₀、N_low、N_mid、N_hig),培养38周,研究不同无机氮素添加水平对施入玉米秸秆黑土的氨基糖转化的影响.结果表明：与对照样品相比,添加秸秆可显著促进氨基糖的微生物合成与积累,且在培养前期氨基糖的总量随着无机氮素添加水平的增加而增加,N_mid和N_hig处理氨基糖积累量显著高于N_low和N₀处理;随着培养时间的延长氨基糖总量有所下降,N_low和N₀处理的下降幅度高于N_mid和N_hig处理.不同无机氮素供应水平对各氨基单糖的影响也有所不同,以胞壁酸为代表的细菌细胞壁物质比真菌细胞壁残留物如氨基葡萄糖更易受到土壤碳氮供给的影响,但真菌细胞壁物质对土壤有机质的截获和稳定作用大于细菌.说明对于C/N较大的玉米秸秆,土壤中无机氮素的供给对氨基糖在土壤中的积累转化有明显影响,氮素缺乏会抑制微生物生长,使氨基糖的合成作用减弱,在微生物体中截获的氮源减少,不利于土壤氮素的积累.