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。

不同花生品种氮代谢相关酶活性的研究

为研究不同品种花生各器官中氮代谢酶活性的差异及与籽仁蛋白质含量间的关系,采用田间小区试验,利用高产大花生品种(花育22号)和小花生品种(白沙1016)研究了两品种不同生长发育时期植株各器官中可溶性蛋白质(Pro)含量、硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化。结果表明,两粒型花生品种各器官的Protein、NRase、GS、GDH活性变化态势大致相同,但其含量的高低有异;各器官中的各指标含量均以小花生品种"白沙1016"较高。各器官中NRase活性随生育期的推进呈渐降趋势,籽仁中NRase活性远高于其他营养器官;两粒型品种叶片、茎和根中GS活性的变化趋势均呈单峰曲线,其峰值均出现在结荚期;叶片GDH活性以苗期较高,花针期最低,之后又迅速升高。茎和根中GDH活性均呈"V"字型曲线变化,根中峰谷滞后于茎,出现在饱果期,而籽仁中GDH活性成熟期略有升高。各器官中蛋白质含量与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。

麦套花生氮素代谢及相关酶活性变化研究

大田条件下,以花生"花育22号"为材料,研究了麦套花生的氮素代谢及相关酶活性变化情况。结果表明,麦套花生根、叶游离氨基酸、氮素平均含量及根系可溶性蛋白平均含量高于单作;而叶片可溶性蛋白平均含量则低于单作。与小麦共生期间,麦套花生根叶硝酸还原酶(NRase)活性、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性及谷丙转氨酶(GPT)活性(除播后25 d)明显低于单作;整个生育期麦套花生根系GS平均活性及GPT活性高于单作花生。可见,花生苗期小麦遮荫对花生氮素代谢及酶活性有一定影响。

氮素供应水平对小粒型花生氮素代谢及相关酶活性的影响

花生籽仁蛋白质含量较高,研究不同品种花生各器官中氮代谢酶活性的差异及与籽仁蛋白质含量间的关系,可为花生优质高产提供依据。在大田高产条件下研究了氮素水平对小粒型花生各器官中可溶性蛋白质、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,但谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶的活性下降;N素施肥水平不改变花生植株各器官中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的变化趋势,但适量施N(B2、B3处理)使花生各营养器官中NR、GS活性提高;氮素水平对花生各叶片和籽仁中GDH活性的高低影响较大,但对茎和根中活性大小的影响则较小。

钙螯合剂对小麦幼苗氮代谢和干物重的影响

营养液中添加钙螯合剂EGTA[Glycol bis (α aminoethyl)etherN ,N ,N′ ,N′ tetraaceticacid ,乙二醇双 (α 氨基乙基 )醚四乙酸 ]导致小麦幼苗干物质累积下降 ,降低地上部和地下部全钙含量 ,抑制小麦幼苗对外源硝态氮的吸收及其向地上部的运输 ,改变其在不同器官中的分配比例和影响其向氨基氮或可溶性蛋白质的转化。叶片和根中硝酸还原酶活性与相应器官中的NO- 3 N含量相关 ,叶片中谷氨酰胺合成酶 (GS)活性在EGTA处理后明显下降 ,根中GS活性变化不显著。

烤烟和白肋烟烟苗氮代谢的差异分析

为明确不同烟草类型、品种的氮素利用特点,并揭示造成氮素利用效率差异的原因,以不同氮效率烤烟品种红花大金元和白肋烟品种TN86为材料,采用苗期漂浮育苗培养法,研究了不同类型品种烟苗叶片的氮代谢关键酶活性、色素含量(质量分数)、氮素积累和生物量。结果显示,烤烟品种红花大金元烟苗的生物量较高,叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性高,氮代谢同化能力强,同时烟苗叶片色素含量高,能够为烟苗的氮代谢提供充足的能量,烟苗氮素积累量大,氮素利用效率高;白肋烟品种TN86烟苗的生物量较低,叶片硝酸还原酶(NR)活性强,但GS活性弱,色素含量低,氮还原能力较强但同化能力弱,叶片总氮含量高而氮素积累量低,氮素利用效率较低。相关分析结果表明,叶片GS活性、NR活性和色素含量与烟苗氮素积累和利用效率关系密切,其中GS活性和叶绿素含量与烟苗氮素积累和利用效率的相关性最强。因此,提高烟草叶片色素含量水平和增强氮素同化能力可作为栽培技术改进和品种遗传改良的方向。

两种形态氮素及其配比对颠茄生长和氮代谢的影响

本研究采用砂培、浇灌营养液方法种植颠茄(Atropa belladonna),研究不同铵硝配比(0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0)在不同处理时间(7、14、21、28d)对颠茄干重、叶绿素和主要含氮化合物含量以及氮代谢关键酶活性的影响,为颠茄的合理施肥、科学种植提供理论依据。结果表明,颠茄叶片叶绿素、游离氨基酸(FAA)及可溶性蛋白(SP)含量随铵态氮比例增加而升高,其中叶绿素、FAA含量在铵硝比75∶25时最高,SP含量在铵硝比50∶50时最高,但这种影响在不同处理时间表现并不相同;整个处理期内,全硝营养下颠茄地上部和地下部干重明显高于铵硝混合处理及全铵处理,且叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性较高,硝态氮含量也最高。综上,增加硝态氮含量能够促进颠茄干物质的积累以及NR和GS活性,合理补充铵态氮则能提高叶片叶绿素、FAA及SP含量,因此铵硝结合供氮且铵硝配比为25∶75更有利于颠茄的生长和氮素代谢。

杨树不同器官蛋白质和3种氮代谢酶的动态变化

以杨树无性系797杨(Populus deltoides×P.euramericana)1年生苗为材料,对不同器官蛋白质含量与硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蛋白酶等3种氮代谢关键酶的动态变化与关系进行了研究。结果表明:杨树不同器官(木质部、皮层、根部)蛋白质含量在芽萌发期间(4月中旬)最低,木质部和皮层是杨树越冬期间贮藏蛋白质的主要贮存场所,根部相对较低。叶片和根部硝酸还原酶(NR)活性分别在9月初和10月中旬达到最大,落叶前后明显下降。叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性在5月中旬和10月中旬有两次高峰,与蛋白质变化趋势一致,而根部在芽萌发期间达到最大,与蛋白质变化趋势相反,两部位GS活性落叶前后明显下降。根部蛋白酶在春季芽萌发期间随着贮藏蛋白质的降解其活性逐渐上升,落叶前后,亦呈上升趋势,与蛋白质含量呈显著的负相关关系。

施钼对冬小麦钼高、低效品种氮代谢的影响

采用改良霍格兰营养液试验,研究施钼处理对冬小麦钼高、低效品种氮代谢的影响,并对冬小麦钼高、低效品种对钼的响应差异进行分析。结果表明,施钼处理后冬小麦地上部和地下部硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性提高,硝态氮的含量显著降低,代谢产物铵态氮含量、游离氨基酸总量、可溶性蛋白含量增加。施钼处理对冬小麦氮代谢具有促进作用。施钼处理对冬小麦钼高、低效品种氮代谢影响差异的原因在于2个冬小麦品种的基因型不同。与冬小麦钼高效品种相比,冬小麦钼低效品种施钼处理后硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性以及地上部硝态氮、游离氨基酸、蛋白质、地下部游离氨基酸含量的变化幅度更大。

丛枝菌根真菌对宁夏枸杞生长和氮代谢的影响

丛枝菌根真菌(AMF)在促进植物生长和矿质营养吸收方面发挥重要作用。采用盆栽试验,探索了不同浓度氮处理(0、1、15 mmol NH_(4)NO_(3))下丛枝菌根真菌对宁夏枸杞生长、光合作用和氮代谢的影响。结果表明,AMF对宁夏枸杞的侵染率随施氮量增加而增加,3种浓度氮处理下AMF侵染率分别为29.32%、43.93%和62.81%。施氮和接种AMF均提高宁夏枸杞叶片叶绿素含量和光合速率,提高根系和叶片全氮含量,提高根系硝酸还原酶活性(NR)及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性;1 mmol NH_(4)NO_(3)处理能够促进宁夏枸杞生物量累积,提高叶片总叶绿素含量和NR活性;15 mmol NH_(4)NO_(3)处理能够提高宁夏枸杞叶片和根系NH_(4)^(+)含量,提高根系NH_(4)^(+)百分比,降低叶片NO_(3)^(-)百分比。表明AMF能够通过改善氮代谢及提高光合能力,促进宁夏枸杞生长。

茉莉酸甲酯对颠茄生长及其氮代谢的影响

以颠茄(Atropa belladonna)幼苗为材料,研究了不同质量浓度(0,100,200,300和400μmol/L)茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)处理不同时间(7,14,21和28d)对颠茄鲜质量、光合色素和主要含氮化合物质量分数以及氮代谢关键酶活性的影响,为药材产量的提高提供理论依据.结果表明,随处理时间的延长,各质量浓度MeJA处理组中颠茄鲜质量、光合色素质量分数呈降低的趋势,并明显低于同时期对照(0μmol/L);相反可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)质量分数呈增加的趋势,其中低质量浓度(100,200μmol/L)MeJA更能促进SP,Pro质量分数的积累.在MeJA处理28d时,硝态氮质量分数显著降低(p<0.05);硝酸还原酶(GS)与谷氨酰胺合成酶(NR)活性的变化趋于一致,呈先升高后降低趋势,均是在200μmol/L MeJA处理时活性达到最高值,分别是对照的1.35倍和1.672倍.综上,MeJA能够抑制颠茄的生长,降低光合色素、硝态氮质量分数,而低质量浓度MeJA可提高SP,Pro质量分数以及GS,NR活性,因此在颠茄人工栽培过程中喷施低质量浓度MeJA有利于颠茄的生长和氮素代谢.

氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及品质的影响

为解决蛟河烟区晒红烟氮用量不合理导致的烟叶碳氮代谢失调、烟叶品质下降等问题,以晒红烟品种漂河1号为材料,研究了不同氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响。结果表明,增施氮肥能提高烟叶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖转化酶(INV)活性及叶绿素和类胡萝卜素含量。随施氮量的增加,调制后的烟叶烟碱和总氮含量升高,糖含量下降;烟叶钾含量、香气质、香气量以及感官质量分值以施氮量为75.0~97.5kg/hm^2的处理最高。综合两年田间试验结果,在吉林蛟河较高肥力的暗棕壤上种植晒红烟,适宜的氮用量为75.0~97.5kg/hm^2。