不同氮源对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮 (NO3- -N)、铵态氮 (NH4 + -N )及混合态氮对 4个栽培大豆品种结荚期植株进行诱导处理 ,研究不同氮源对叶片硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS)活性以及子粒蛋白质含量的影响。结果表明 ,NO3- -N增加 4个品种NR活性效果最好 ,其次是混合态氮 ,而NH4 +-N的效果较差。从 4个品种叶片的GS活性看 ,混合态氮和NH4 + -N的处理效果好 ,而NO3--N的效果差 ;三种氮源处理 4个基因型的子粒蛋白质含量都有不同程度的增加 ,增加的顺序与提高NR活性的顺序相同。说明施用三种氮肥能增加大豆品种子粒的蛋白质含量 ,而以施用硝酸钾的效果最佳。相关分析表明 ,大豆叶片NR活性与子粒蛋白质含量之间呈极显著正相关 (r =0 .6 6 3 ) ,可以把结荚期叶片的硝酸还原酶活性作为选择高蛋白大豆材料的参考指标之一。

不同形态氮素对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)和混合态氮对3个栽培大豆品种花荚期植株进行诱导处理,研究不同形态氮素对功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,NH4+-N增加3个大豆品种功能叶片NR活性效果最好,其次是混合态氮,NO3--N效果较差;三种形态的氮素均能明显提高3个大豆品种功能叶片GS活性;在三种形态氮素诱导下,3个大豆品种的籽粒蛋白质含量均有不同程度的提高,且与其功能叶片NR和GS活性呈显著正相关(r=0.520*和0.550*);追施氮素对低蛋白大豆品种功能叶片NR、GS活性和籽粒蛋白质含量具有较好的促进作用。可以把大豆花荚期叶片NR和GS的活性作为高蛋白品种选育的参考指标之一。

小麦开花后不同器官中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性比较

小麦开花后各器官的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶均具有一定的活性 ,旗叶中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性最高。开花后旗叶和根系硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性逐渐降低 ,颖壳和籽粒中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性先升高 。

谷氨酰t-RNA还原酶基因(hemA)的高效表达

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中的hemA基因编码谷氨酰tRNA还原酶,该酶是B.subtilis代谢途径中由谷氨酸到5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)反应的限速酶。将B.subtilis的hemA基因克隆到pET28a载体上,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中诱导表达,SDS-PAGE电泳分析,表达的目的蛋白占总蛋白的20%。通过分离纯化得到谷氨酰tRNA还原酶。重组菌发酵液上清中5-ALA含量达40.2mg/L,菌液呈红色,过筛试验和紫外分光光度检测验证显色物质为卟啉类,实验表明,表达的重组蛋白促进了5-ALA的合成和代谢。

钾肥对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及产量和品质的影响

采用田间试验的方法,研究钾肥对大豆叶片硝酸还原酶(NS)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性及产量和品质的影响。试验结果表明,钾影响大豆叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,有促进氮代谢的作用;钾肥有提高大豆脂肪、降低蛋白质含量的趋势;钾肥能促进大豆产量的形成,以K 90和K 120处理产量最高,比不施钾肥处理分别增产14.7%和14.0%,并且显著高于不施钾肥的处理。

不同光质和钙对小麦幼苗硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响(简报)

蓝光、红光、远红光都可诱导小麦幼苗硝酸还原酶的活性。黄化苗经红光照射后立即照射远红光，可逆转红光对硝酸还原酶活性的诱导效应，钙可促进这一效应。绿苗在缺钙时没有光逆转效应，有钙时则表现部分逆转效应。谷氨酰胺合成酶活性和硝酸还原酶活性的变化趋势在总体上是一致的。两种酶活性受钙促进，与ＮＯ^(－)_３－Ｎ积累呈负相关。

核盘菌γ-谷氨酰磷酸还原酶基因SsGPR1的功能分析

【目的】γ-谷氨酰磷酸还原酶是真菌脯氨酸合成途径中的一个关键性酶,本研究旨在对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)γ-谷氨酰磷酸还原酶编码基因SsGPR1进行沉默,并对沉默转化子菌丝生长、菌核形成和致病力等表型进行研究,为揭示核盘菌的生长发育与致病机理打下基础,并为作物菌核病的绿色防控提供线索。【方法】通过BLAST进行蛋白同源比对分析,并利用MEGA 5.0软件构建蛋白进化树。通过实时荧光RT-PCR检测SsGPR1在核盘菌菌丝生长、菌核发育和萌发的各个阶段以及致病不同时期的表达模式。根据RNA干扰原理构建SsGPR1的沉默载体,通过PEG介导原生质体转化的方法将沉默载体转入到野生型核盘菌菌株1980中。利用实时荧光RT-PCR鉴定基因沉默转化子,对沉默转化子的菌丝形态、生长速度和菌核形成等表型进行观察,并测定沉默转化子在氧化胁迫条件下的菌丝生长。将沉默转化子分别接种至活体油菜叶片和拟南芥植株,观察并测量病斑大小。通过酸性茚三酮法对沉默转化子中的游离脯氨酸进行测定。【结果】核盘菌SsGPR1全长1 454 bp,编码449个氨基酸,在氨基酸H^(10)-N^(426)处含有谷氨酰磷酸还原酶结构域。同源比对发现SsGPR1蛋白与灰葡萄孢(Botrytis cinerea)的BC1G_13183蛋白和白霉病菌(Sclerotinia borealis)的SBOR_2215蛋白相似性最高,氨基酸序列一致性分别达95%和94%,系统进化树结果表明三者聚为一个小的分支。SsGPR1在核盘菌菌丝生长时期的表达量较高,在菌核不同发育阶段表达量相近,但均低于菌丝生长时期。SsGPR1在致病时期表达量不断升高,在接种后9 h表达量最高。将SsGPR1基因沉默载体pSIGPR1导入到核盘菌野生型菌株中,并通过实时荧光RT-PCR检测不同转化子中SsGPR1的表达水平,结果表明SiGPR1-104和SiGPR1-149为SsGPR1基因沉默转化子。沉默转化子在PDA培养基上形成的菌核数量及均重与野生型菌株无显著性差异,且菌核均能萌发形成子囊盘,但菌丝生长稠密,生长速度显著下降。在含有H_2O_2的培养基中,SsGPR1基因沉默转化子菌丝生长受到更强的抑制,表明沉默转化子对氧化胁迫更加敏感。SsGPR1基因沉默转化子在活体油菜叶片和拟南芥植株上能引起发病,但病斑面积减小,表明沉默转化子致病力减弱。SsGPR1基因沉默转化子菌丝中的游离脯氨酸含量与野生型菌株相比无显著差异。【结论】SsGPR1与核盘菌的生长和菌丝形态相关,且参与核盘菌对氧化胁迫的抵御及致病过程。

谷氨酰—脯氨酰-tRNA合成酶基因多态性与牛氨基酸和脂肪酸组成的关联分析

利用PCR-SSCP技术检测延边黄牛群体104个个体的谷氨酰—脯氨酰-tRNA合成酶基因多态性,并分析不同基因型个体背最长肌中氨基酸和脂肪酸含量的差异。结果表明:在延边黄牛群体中,共检测到3种谷氨酰—脯氨酰-tRNA合成酶基因型,分别命名为AA型、BB型、AB型,其基因型频率分别为28%、25%、47%;在谷氨酰—脯氨酰-tRNA合成酶基因4746 bp处发现C→T突变;AB型个体背最长肌的谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量显著高于AA型和BB型个体(P<0.05),组氨酸含量显著高于AA型个体(P<0.05);AB型个体背最长肌的棕榈油酸和油酸含量显著高于AA型和BB型个体(P<0.05)。研究结果为牛肉品质性状的遗传标记选择提供了理论依据。

不同浓度不同氮源对小麦离体叶谷氨酰胺合成酶及其相关酶的影响

利用酶活测定和Northern分子杂交等技术,研究了小麦幼苗离体叶片在不同浓度的不同氮源供应下,其谷氨酰胺合成酶(GS)、天冬酰胺合成酶(AS)、硝酸还原酶(NR)以及GS基因在转录水平GS-mRNA的变化。结果表明:NH_4^+处理的小麦,其叶部GS活性比NO_3~_处理的高,Northern杂交结果说明GS-mRNA转录量与GS活性一致;NO_3~_可激活NR活性,对AS有较明显的诱导作用。

不同氮素形态配比对花榈木幼苗根系生长及氮代谢关键酶活性的影响

为探究最适于花榈木幼苗生长的氮素形态配比,采用氮素形态配比为NH_(4)^(+)∶NO_(3)^(-)=10∶0、5∶5、0∶10及以改良霍格兰标准营养液为对照的营养液,共4个处理,对花榈木1 a生幼苗进行处理。结果表明,处理期间氮素配比为NH_(4)^(+)∶NO_(3)^(-)=5∶5时,花榈木幼苗根系形态指标及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均显著大于其他处理,可知花榈木幼苗根系喜欢混合氮源,且铵硝1∶1均衡配比更利于氮素吸收和代谢,而单一氮源营养液对于花榈木幼苗生长的促进效果不佳,其中全铵营养液会抑制幼苗生长,降低硝酸还原酶活性。

谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶(EPRS)结构与功能的新认识

氨基酰-tRNA合成酶(ARS)催化特异的氨基酸结合到对应tRNA上,确保mRNA高精度地翻译为蛋白质。最近陆续报道ARS同时也在细胞基本生命活动如RNA运输、转录、翻译、免疫反应以及血管生成中充当重要的调节分子和活性成分。目前报道谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶(EPRS)在具有催化谷氨酸和脯氨酸分别结合到不同tRNA上的功能之外,还可通过基因选择性沉默机制阻遏血浆铜蓝蛋白的表达,从而终止炎症反应等。本文就该酶结构与功能的研究新进展进行综述,并对其进行分子进化分析。

基于Nrf2/NQO1/GCL信号通路探讨益肾健脑方对血管性痴呆大鼠神经元凋亡的影响

目的研究益肾健脑方对血管性痴呆(vascular dementia,VD)大鼠神经元凋亡的影响及作用机制。方法将60只SPF级大鼠随机分为模型制备组50只和空白组10只,模型制备组分时段结扎双侧颈总动脉,空白组仅分离双侧颈总动脉但不结扎。术后4周通过Morris水迷宫筛选出模型制备成功大鼠28只,随机分为模型组、多奈哌齐组(0.45 mg·kg^(-1)·d^(-1))、益肾健脑方高剂量组(24.3 g·kg^(-1)·d^(-1))、益肾健脑方低剂量组(12.15 g·kg^(-1)·d^(-1))各7只,加上空白组10只,共5组。给药4周后,行Morris水迷宫检测大鼠学习记忆能力,HE染色观察大脑皮质和海马CA1区组织病理变化,TUNEL染色观察大脑皮质和海马CA1区神经细胞凋亡情况,免疫组织化学法检测大脑皮质和海马CA1区天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3(cysteinyl aspartate-specific proteinase-3,Caspase-3)、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-7(cysteinyl aspartate-specific proteinase-7,Caspase-7)蛋白表达水平,Western blot检测海马组织核因子E2相关因子2(nuclear factor-E2-related factor 2,Nrf2)、醌氧化还原酶1(quinone oxidoreductase 1,NQO1)、谷氨酰半胱氨酸连接酶(glutamate-cysteine ligase,GCL)蛋白表达水平。结果与空白组比较,模型组定位航行实验第5天逃避潜伏期明显增加,空间探索实验穿越平台次数明显减少,目标象限停留时间明显缩短(P<0.01);模型组脑组织病理损伤明显,神经细胞凋亡率显著升高(P<0.01);模型组大脑皮质区和海马CA1区Caspase-3、Caspase-7阳性表达显著升高(P<0.01);模型组海马组织Nrf2、NQO1、GCL蛋白表达显著降低(P<0.01)。与模型组比较,多奈哌齐组和益肾健脑方高、低剂量组定位航行实验中第5天逃避潜伏期明显缩短,空间探索实验中穿越平台次数增加,目标象限停留时间明显延长(P<0.05,P<0.01);多奈哌齐组和益肾健脑方高、低剂量组脑组织病理损伤减少,神经细胞凋亡率均显著降低(P<0.01);多奈哌齐组和益肾健脑方高、低剂量组Caspase-3、Caspase-7阳性表达均显著降低(P<0.01);多奈哌齐组和益肾健脑方高、低剂量组海马组织Nrf2、NQO1、GCL蛋白表达均显著升高(P<0.01)。结论益肾健脑方可以改善VD大鼠学习记忆能力、抑制Caspase-3和Caspase-7蛋白表达及减少神经元凋亡,其机制可能与激活Nrf2/NQO1/GCL信号通路有关。

谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶的非经典功能--炎症相关基因特异性的翻译沉默

氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)催化氨基酰化反应,为生物体内的蛋白质合成提供原料。哺乳动物细胞质中一种双功能aaRS谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶(EPRS)通常负责将谷氨酸和脯氨酸分别接载到对应的tRNA的3'末端参与蛋白质翻译;此外,它还具有与氨基酰化经典功能无关的单核/巨噬细胞特异性炎症相关基因翻译沉默的非经典功能。在过去的十五年间,对于EPRS参与炎症反应相关基因表达调控的功能研究取得了一系列重要进展,揭示了看家基因EPRS与人类疾病发生和发展的潜在联系。

不同形态氮素对专用型小麦花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

采用盆栽方法研究了氮素形态对不同专用型小麦开花后氮素同化关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:不同专用型小麦氮素同化关键酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶对氮素形态的反应不同。强筋小麦豫麦34施用酰胺态氮对旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、籽粒谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性具有明显的促进作用,最终籽粒蛋白质含量较高;中筋小麦豫麦4 9在施用铵态氮时,3种氮素同化关键酶活性均有较大增强,籽粒蛋白质含量最高;弱筋小麦豫麦5 0硝酸还原酶活性以铵态氮处理最高,而籽粒和旗叶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性在酰胺态氮处理下明显增强,酰胺态氮对籽粒中蛋白质含量的增加具有明显的促进作用。相关性分析表明,籽粒蛋白质含量与旗叶GS活性和籽粒GOGAT活性呈显著或极显著正相关,与旗叶NR活性和GS活性。

施氮水平对不同花生品种氮代谢及相关酶活性的影响

【目的】花生籽仁蛋白质含量较高,研究花生不同器官中氮代谢酶活性在施氮水平和品种间的差异及其与籽仁蛋白质含量间的关系,阐述花生氮素代谢的生理特性。【方法】选用生产中普栽品种花育22号和白沙1016,设置4个氮素水平,测定两品种不同生育期各器官中主要含氮物质(可溶性蛋白质(Pro)、游离氨基酸(AA))含量及主要氮代谢酶(硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH))活性。【结果】两品种各器官Pro、AA、NRase、GS、GDH活性的变化态势大致相同,但其含量的高低因品种和施氮量不同而变化,各器官中各指标含量均以白沙1016较高;适当提高氮素水平可增加各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量和主要氮代谢酶活性;氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量,但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降;各营养器官中可溶性蛋白质含量与GS和GDH活性间的相关关系不明显,但与其相应器官中的NRase活性表现显著或极显著相关,荚果中Pro与AA和NRase间、GS和GDH、NRase与游离氨基酸间均呈极显著的相关关系。【结论】施氮量和品种差异对花生各器官中游离氨基酸和可溶性蛋白质含量及氮代谢酶活性有影响,白沙1016对高量氮肥较敏感,花育22号则较适应高氮;增施氮肥通过改变氮素代谢的生理特性改善花生品质。

氮素水平对花生氮素代谢及相关酶活性的影响

在大田高产条件下研究了氮素水平对花生(Arachis hypogaea)可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性的影响,结果表明,适当提高氮素水平既能增加花生各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量,又能提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶等氮素同化酶的活性,使其达到同步增加;氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量,但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降;N素施肥水平不改变花生植株各器官中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶活性的变化趋势,但适量施N(A2和A3处理)使花生各营养器官中GS、GDH活性提高;氮素水平对花生各叶片和籽仁中GS、GDH活性的高低影响较大,但对茎和根中GDH活性大小的影响较小。

不同生育期花生叶片蛋白质含量及氮代谢相关酶活性分析

以5个珍珠豆型花生(Arachis hypogaea Linn.)品种(系)‘汕E’(‘Shan E’)、‘汕G’(‘Shan G’)、‘TH’、‘TJ’和‘泉花7号’(‘Quanhua No.7’)为研究对象,分析了花针期、结荚期和饱果期花生叶片中可溶性蛋白质含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化趋势,并比较了5个品种(系)荚果和秆产量的差异。结果表明:在3个生育期内,5个花生品种(系)叶片可溶性蛋白质含量和GDH活性的变化趋势基本一致,而NR和GS活性的变化趋势则有差异。其中,可溶性蛋白质含量均呈"低—高—低"的变化趋势,在结荚期最高;GDH活性均逐渐升高,至饱果期达最高;‘泉花7号’叶片NR活性呈"高—低—高"的变化趋势,而其他4个品种(系)叶片NR活性均逐渐降低;‘汕E’、‘TJ’和‘泉花7号’叶片GS活性呈逐渐降低趋势,而‘汕G’和‘TH’叶片GS活性呈"低—高—低"的变化趋势。总体上看,5个品种(系)中,‘汕G’和‘泉花7号’叶片的可溶性蛋白质含量及NR和GDH活性、‘汕E’叶片的NR和GS活性以及‘TH’叶片的GDH活性均较高。5个品种(系)的2个产量指标(单株荚果鲜质量和单株秆鲜质量)均有明显差异,总体上看,‘汕G’、‘泉花7号’和‘TH’的2个产量指标均较高,而‘汕E’和‘TJ’的2个产量指标均较低。综合分析结果显示:‘汕G’和‘泉花7号’叶片可溶性蛋白质含量及NR和GDH活性均相对较高,其荚果和秆产量也均较高,表明花生荚果和秆产量与不同生育期叶片氮代谢水平有一定关系。

盐碱胁迫对甜菜氮代谢相关酶活性及产量和含糖率的影响

利用KWS0143和ACERO为试验材料,比较盐碱(碳酸钠)胁迫对2个甜菜品种氮代谢关键酶活性及产量和含糖率的影响,旨在进一步明确甜菜对盐碱胁迫的适应性。通过桶栽试验,设5个处理,分别是碳酸钠占土壤质量百分比0、0.5%、1%、1.5%和2%,对应的土壤溶液p H值分别为7.14、8.92、9.45、10.19、10.56。研究盐碱胁迫对甜菜叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性及产量和含糖率的影响。结果表明,盐碱胁迫使甜菜叶片的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合酶(GOGAT)活性均下降,且随着盐碱胁迫程度的增大,下降幅度增大。两品种比较,ACERO的酶活性高于KWS0143,且ACREO的块根产量和含糖率下降的幅度低于KWS0143,ACREO比KWS0143具有较强的耐盐碱能力。该研究为进一步提高盐碱胁迫下甜菜对氮素的吸收利用效率理论依据。

花后短暂高温对小麦籽粒蛋白质含量的影响及其生理机制

采用人工气候室控温，研究花后短暂高温对弱筋小麦扬麦9号和中筋小麦扬麦12籽粒蛋白质含量的影响及其生理机制。结果表明，开花至花后33d，35℃以上高温处理使籽粒蛋白质含量显著高于对照，温度越高上升越显著；花后33d以后遇高温胁迫对蛋白质含量影响相对较轻。籽粒灌浆前期，花后6～8d35℃以上高温胁迫对蛋白质含量的影响最大，花后1～3d处理影响次之；在灌浆中后期，花后19～21d高温胁迫对蛋白质含量影响较大，花后36～38d处理的影响较小，且灌浆前期籽粒蛋白质含量受高温胁迫的影响较灌浆中后期大。剑叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性以25％处理较高，随温度的升高而降低，与籽粒蛋白质含量呈极显著负相关。高温胁迫导致粒重下降，籽粒蛋白质含量相对上升。花后短暂高温胁迫导致弱、中筋小麦籽粒蛋白质品质变劣。

不同氮效率水稻的生长特性

以氮高效水稻4007和氮低效水稻Elio为材料,在水培条件下设置高(5.72 mmol.L-1)、低(1.43 mmol.L-1)2个供氮处理,研究2个水稻品种的籽粒产量及不同生育期的干物重、吸氮量和根系形态以及功能叶片硝酸还原酶活性(NRA)、功能叶片和根系谷氨酰胺合成酶活性(GSA)的差异。结果表明:2个处理4007的籽粒产量均高于Elio。在分蘖期,Elio的地上、下部生物量及氮积累量均大于4007,至拔节期两者差距减小,齐穗期Elio的地上部氮积累量只有4007的86.4%,且差异显著。高氮条件下,在分蘖期4007的根系特征参数显著低于Elio,而在拔节期两品种却没有显著差异,在齐穗期4007的总根长、根表面积和根尖数已经显著高于Elio。高氮处理的叶片NRA、叶片和根系GSA均显著高于低氮处理;在拔节期和齐穗期,Elio叶片NRA极显著下降,而4007叶片则保持NRA的稳定;在齐穗期4007的GSA显著高于Elio。