不同气孔密度水稻的光合特征及Rubisco酶活性研究

以籼粳杂交后代(F13)中具有高、中、低气孔密度叶片的品系为试材,研究了不同品系对光强和CO2浓度处理下的光合特征以及Rubisco酶活性,以期揭示气孔性状对光强和CO2浓度响应机制以及与Rubisco酶活性的相关性。结果表明:在光响应中,高气孔密度水稻的最大光合速率为24.6μmol·m-2·s-1,比中、低气孔密度水稻分别高4.3%和19.6%。在CO2响应中,高气孔密度水稻的最大光合速率为30.8μmol·m-2·s-1,比中、低气孔密度水稻分别高4.6%和9.5%。此外,不同气孔密度水稻的Rubisco酶活性与气孔密度变化相一致,呈极显著正相关(r=0.912,P<0.01)。因此叶片气孔密度的增加有利于提高光能和CO2利用效率。本研究结果为进一步从籼粳交后代中选育高光效材料提供理论依据。

水稻叶片失绿过程中Rubisco酶活性与其蛋白亚基的变化

本研究应用１４Ｃ放射技术对１，５一二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶（Ｒｕｂｉｓｃｏ）活性进行了测定，并通过 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ不连续电泳凝胶技术对其蛋白亚基进行分离研究．结果发现：Ｒｕｂｉｓｃｏ的大亚基（ＬＳ）和小亚基（ＳＳ）在水稻叶片失绿过程中相对稳定，而其活性却有明显不同．说明 Ｒｕｂｉｓｃｏ在光合作用过程中的活性，除与自身的分子结构稳定性有关外，还与叶绿体中其他调节蛋白的存在密切相关．

黄芪补肾活血汤对芳香化酶抑制剂诱导骨质疏松模型小鼠破骨细胞活性的影响

背景:芳香化酶抑制剂尽管显著提高了激素受体阳性乳腺癌患者的临床获益,但其相关的不良事件——骨质疏松严重影响了患者的生活质量,黄芪补肾活血汤能有效预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松的发生,但是其作用机制尚不清楚。目的:探究黄芪补肾活血汤对芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型小鼠破骨细胞活性的影响及机制。方法:选取60只8周龄C57BL/6J雌性小鼠随机分为假手术组、模型组、黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组、阳性对照组各10只,除假手术组外,其余组小鼠均切除双侧卵巢联合皮下注射来曲唑构建绝经后芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型,黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组分别给予19.24,9.62,4.81 g/(kg·d)黄芪补肾活血汤进行灌胃(1次/d),阳性对照组给予阿仑膦酸钠5 mg/kg灌胃(1次/周)。给药3个月后,Micro-CT检测胫骨骨密度和骨微结构,对股骨进行苏木精-伊红染色、抗酒石酸酸性磷酸酶染色及免疫组化检测核因子κB受体活化因子配体、骨保护素蛋白表达,ELISA检测血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平。结果与结论:①与假手术组相比,模型组小鼠骨密度显著下降、骨小梁形态疏松断裂、血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平显著上升,表明芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型构建成功;②与模型组相比,黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组和阳性对照组小鼠骨密度、骨微结构显著改善,骨小梁形态增粗致密,血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平显著下降,破骨细胞数量减少,核因子κB受体活化因子配体蛋白表达下降,骨保护素蛋白表达升高。结果表明,黄芪补肾活血汤可能调控核因子κB受体活化因子配体/核因子κB受体活化因子/骨保护素信号通路抑制破骨细胞活性,改善骨小梁形态和骨微结构,提高骨密度,进而预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型的发生发展。

不同有机肥配施土壤调理剂对黄瓜连作土壤碳氮及酶活性的影响

针对设施农业黄瓜连作障碍问题,2020-2023年,通过田间定位试验,设置单施化肥(CK)、化肥减量20%+生物有机肥(SB)、化肥减量20%+微生物菌肥、化肥减量40%+生物有机肥+土壤调理剂、化肥减量40%+微生物菌肥+土壤调理剂(SMC)5个处理,研究化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥和土壤调理剂对土壤理化性质、物理结构以及酶活性的改良效果,结合典型相关分析以及冗余分析结果,探讨不同施肥处理条件下土壤酶活性与土壤碳氮及物理结构之间的关系。结果表明,与单施化肥相比,化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥或增施土壤调理剂均能够提高土壤碳氮、速效养分含量、pH值、酶活性以及土壤总孔隙度,降低土壤容重。而与化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥不施土壤调理剂处理相比,增施土壤调理剂能够显著提高土壤有机碳、全氮、碱解氮以及微生物量碳含量,明显提高土壤酶活性以及土壤总孔隙度,降低土壤容重。相关分析结果表明,土壤酶活性变化与土壤碳氮变化之间密切相关,但不同酶活性变化与碳氮指标间的关系有强有弱。冗余分析结果表明,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶与土壤空隙度呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系,且空间分散处理点说明土壤酶活性对不同施肥措施条件产生不同的响应。由此可知,化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥和土壤调理剂能够提高土壤肥力以及酶活性,改善土壤结构。

武夷山不同种植模式下茶园土壤理化性质和酶活性的季节变化特征

土壤酶活性是表征土壤肥力水平和养分转化的重要指标,揭示种植模式和季节变化对茶园土壤酶活性影响,阐明影响茶园土壤酶活性变化的主要环境因子,为合理评估有机茶种植的土壤生态效应提供理论依据。结合野外调查和室内分析方法,以武夷山茶区3种类型样地,即林地(FD)、常规茶园(CT)和有机茶园(OT)为研究对象,测定了参与土壤碳、氮和磷循环的6种酶活性,研究不同种植模式下土壤酶活性的季节变化规律及影响因子。结果显示,与林地土壤相比,常规种植模式茶园土壤铵态氮、全磷、有效磷和有效钾含量显著增加,土壤全钾和pH显著降低;相比常规茶园,有机茶园土壤有机质和全氮含量显著增加,土壤全磷、有效磷、全钾和速效钾含量显著降低,土壤pH有所增加,土壤养分比例更为协调。种植模式和季节及其交互作用对土壤脲酶和过氧化氢酶活性影响显著。与林地土壤相比,常规茶园土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性下降了12.05%~63.55%,有机茶园土壤脲酶显著提高了324.95%,种植模式并未改变土壤硝酸还原酶活性。总体而言,夏秋季节(5月和8月)土壤脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显高于冬春季节(11月和2月),土壤硝酸还原酶和过氧化氢酶活性在春季最高。置换多元方差分析结果显示,种植模式对土壤整体理化性质的影响远大于季节变化。冗余分析结果显示,土壤环境因子解释了土壤酶活性变异的77.03%,土壤有机质、全氮、铵态氮、全磷、有效磷、全钾、有效钾和pH对土壤酶活性有显著或极显著的影响。综上所述,林地转变为茶园对土壤理化性质和酶活性产生显著影响,常规种植导致茶园土壤速效磷钾积累,土壤酶活性降低,有机种植提高了土壤酶活性,增强了土壤碳氮养分供应能力,具有良好的生态环境效应。

壳聚糖处理对节瓜室温贮藏品质及酶活性的影响

以节瓜为试材,采用不同浓度(0.5%、1.0%和1.5%)壳聚糖涂膜处理节瓜3 min,以不作任何处理为对照,每隔15 d测定节瓜室温贮藏期间感官评价、失重率、维生素C、可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化,研究了壳聚糖处理对节瓜室温贮藏期间品质及酶活性的影响,以期为节瓜室温贮藏提供参考依据。结果表明:与对照相比,不同浓度壳聚糖处理均能延缓节瓜品质的下降。其中,1.0%壳聚糖处理能显著减少失重率,抑制维生素C、可溶性固形物、可溶性糖及可溶性蛋白质下降,显著降低丙二醛(MDA)含量和PPO活性,提高POD、CAT活性。综上,壳聚糖处理能维持节瓜室温贮藏期间品质,延长节瓜室温贮藏时间,以1.0%壳聚糖处理效果最佳。

贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质和酶活性特征

【目的】探讨贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质对土壤酶活性的影响,为干旱区森林生态系统土壤酶活性变化、养分循环模式和调节机制研究提供参考依据。【方法】以贺兰山西坡土壤为研究对象,按照海拔梯度依次选择荒漠草原(海拔1349 m)、灰榆Ulmus glaucescens林(1905 m)、蒙古扁桃Amygdalus mongolica灌丛(2134 m)、油松Pinus tabuliformis林(2150 m)、青海云杉Picea crassifolia-山杨Populus davidiana混交林(2160 m)、青海云杉林(2635 m)和亚高山草甸(2664 m)等7种典型植被类型。每个植被类型设置3个重复样地,通过野外调查取样与室内分析相结合的方法,对土壤理化性质(含水率、容重、pH、有机碳、铵态氮、全氮、全磷、有效磷)和酶活性(β-葡糖苷酶、纤维二糖水解酶、α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶、蔗糖酶、淀粉酶)进行测定,利用方差分析和冗余分析探明不同植被类型土壤酶活性质量分数差异,并分析其影响要素。【结果】0~10和10~20 cm土层土壤含水率、有机碳质量分数随海拔上升整体呈现上升趋势;而土壤容重随海拔上升在0~10与10~20 cm土层整体呈现下降趋势;土壤全磷、全氮、铵态氮和有效磷质量分数以及pH在0~10和10~20 cm土层中随海拔上升无显著变化规律;在不同海拔植被带0~10 cm土层土壤各酶活性高于10~20 cm土层;土壤纤维二糖水解酶与β-葡糖苷酶随海拔升高在0~10 cm土层呈上升趋势,淀粉酶活性随海拔升高在0~10 cm土层呈先升高后降低再升高趋势,而α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶和蔗糖酶活性在不同植被带不同土层之间均变化幅度较小且差异不显著;在0~10与10~20 cm土层,土壤有机碳、全磷、铵态氮、含水率是土壤酶活性的主要影响因素。【结论】海拔梯度变化引起贺兰山西坡土壤理化性质显著变化,进而调控森林土壤酶活性沿海拔及土层分布的变化,其中土壤有机碳、pH及含水率是土壤酶活性的主要影响因素,能较好地解释土壤酶活性的海拔梯度差异。

小麦Rubisco活化酶的纯化及其活性特性

试验以小麦为材料 ,纯化了Rubisco活化酶 ,经SDS 聚丙烯凝胶电泳鉴定呈 2条蛋白质谱带 ,分子量为410 0 0和 45 0 0 0 ,利用14 C标记法测定并探讨了Rubisco活化酶的活性 ,并发现Rubisco活化酶在纯化和储藏过程中都需要ATP以稳定其活性。

锰超氧化物歧化酶的催化原理与酶活性调节机制

锰超氧化物歧化酶(MnSOD)催化两分子超氧自由基歧化为分子氧和过氧化氢。超氧自由基被Mn~(3+)SOD氧化成分子氧的反应以扩散的方式进行。超氧自由基被Mn~(2+)SOD还原为过氧化氢的反应以快循环和慢循环两条途径平行进行。在慢循环途径中,Mn~(2+)SOD与超氧自由基形成产物抑制复合物,然后该复合物被质子化而缓慢释放出过氧化氢。在快循环途径中,超氧自由基直接被Mn~(2+)SOD转化为产物过氧化氢,快速循环有利于酶的复活与周转。本文提出温度是调节锰超氧化物歧化酶进入慢速或者快速循环催化途径的关键因素。随着在生理温度范围内的温度升高,慢速循环成为整个催化反应的主流,因而生理范围内的温度升高反而抑制该酶的活性。锰超氧化物歧化酶的双相酶促动力学特性可以用该酶保守活性中心的温度依赖性配位模型进行合理化解释。当温度降低时,1个水分子(或者OH~-)接近Mn、甚至与Mn形成配位键,从而干扰超氧自由基与Mn形成配位键而避免形成产物抑制。因此在低温下该酶促反应主要在快循环通路中进行。最后阐述了几种化学修饰模式对该酶的调节,说明锰超氧化物歧化酶受到多种形式的快速调节(变构调节与化学修饰)。这些快速调节直接改变酶的活化状态,进而调节细胞中超氧自由基和过氧化氢的平衡与流量,为揭示锰超氧化物歧化酶和超氧自由基的生理作用提供新理论。

水稻温敏失绿突变体的Rubisco活化酶活性、蛋白质与氨基酸组分的变化

在水稻温敏失绿突变性状表达过程中,对其Rubsico 含量、Rubsico 活化酶活性,全叶蛋白及游离氨基酸组分变化进行测定。结果表明:突变体的Rubisco 结构和含量与野生型一样,保持相对稳定;而其Rubisco 活化酶活性则随一个分子量为56.2kD(PI=4.5)的特异蛋白质的存在与消失发生明显改变。当突变性状表达时,分子量为56.2kD(PT=4.5)的特异蛋白消失,其Rubisco 活化酶活性下降;当叶片失绿区域复绿时,56.2kD(PI=4.5)特异蛋白出现,则Rubisco 活化酶活性上升。这一密切地相关关系表明,突变体的Rubisco 活化酶活性变化在光合作用过程中,除与自身结构和含量有关外,还与叶片中这一特异蛋白的存在密切相关,它可能是Rubisco 活化酶活性的调节蛋白。这种调节具体表现在氨基酸代谢上,是对上游氨基酸的阻遏调控,从而使叶绿体的结构物质合成受阻,最终导致类囊体膜的退化。

不同光强下生长的几种亚热带森林树木的Rubisco羧化速率和碳酸酐酶的活性

9月和 1 2月测定了生长于 3种不同光强 ( 1 0 0 %、36%和 1 6%的自然光 )下生长的乔木荷树、黧蒴和灌木九节、罗伞盆栽幼苗叶片的 Rubisco羧化速率 ( RCR) ,碳酸酐酶 ( CA)活性和细胞间 CO2 浓度 ( Ci)。当生长光强降低时 ,4种供试植物的 RCR和 CA活性明显降低。 9月时生长在 1 6%自然光下荷树的 RCR和 CA比 1 0 0 %自然光者分别降低 5 5 %和 5 0 % ,藜蒴则降低 2 0 %和 35 % ,耐阴的灌木树种的降幅较小 ,仅为 33%～ 38% ( RCR)和 2 2 %～ 30 %( CA)。 1 2月的 RCR和 CA的水平较 9月时低 ,翌年 1月时自然林不同光强下生长的同类植物的 RCA和 CA随光强变化也有类似的趋势。RCR和 CA活性呈正相关性 ,且两者与 Ci呈弱负相关。推测高光强可能有利于激活 Rubisco,促进 CA催化的 CO2 → Dl C(可溶性碳 )→CO2 活性和 Dl

水稻Rubisco活化酶在调节Rubisco活性和光合日变化中的作用

研究了水稻光合日变化中 Rubisco活化酶活力、Rubisco初始活力、光强、相对湿度、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2 浓度、温度等因素的作用。Rubisco活力的动态变化研究结果表明 ,Rubisco初始活力是双峰曲线 ,其参与光合日变化过程 ,存在着明显的“午休”现象。 Rubisco初始活力和气孔导度是影响光合速率的重要生理和生化因子 ,而光强是影响光合速率的重要生态因子。 Rubisco活化酶活力对光合速率的直接影响较小 ,其本质是调节

UV-B辐射对苜蓿幼叶内Rubisco、H2O2含量及蛋白水解酶活性的影响

研究了两个苜蓿品种幼苗在UV-B辐射下叶片Rubisco含量、蛋白水解酶活性和H2O2含量的变化。结果表明:UV-B辐射可使两个苜蓿品种幼苗H2O2含量和蛋白水解酶活性上升,Rubisco含量下降;准格尔苜蓿在UV-B辐射下H2O2含量和蛋白水解酶活性的上升幅度和Rubisco含量的下降程度明显大于多叶型苜蓿8925;抗坏血酸处理能明显降低UV-B辐射下幼苗H2O2含量,同时明显抑制蛋白水解酶活性的上升及Rubisco含量的下降,UV-B辐射诱导Rubisco含量的降低可能是通过提高H2O2水平来加强蛋白水解酶系统的活化而加速了Rubisco的降解,表明UV-B辐射对苜蓿幼叶具有一定的生理效应。

施钼对花生氮代谢关键酶活性、氮素利用及产量的影响

为分析施钼对花生氮代谢关键酶活性、氮素利用及产量的影响,采用盆栽和田间试验相结合的方式,设不施钼(0)、施钼(0.2 mg·kg^(-1))2个水平,研究了增施钼肥对花生关键生育时期氮代谢相关酶活性、植株氮素积累量、氮素利用率和产量的影响。盆栽试验和田间试验结果表明,与不施钼相比,增施钼肥显著提高了结荚期和成熟期花生根和叶片中硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性,显著增加了花生根系、地上部和荚果中氮素积累和荚果产量,其中,盆栽试验和田间试验两生育期氮素吸收效率分别平均提高47.79%和21.65%,氮素利用率分别平均提高10.58%和13.56%,花生分别显著增产38.20%和25.81%。可见,增施钼肥可显著提高花生根系和叶片氮素代谢相关酶活性,显著提高花生氮素积累量、氮素吸收利用效率和产量。增施钼肥是提高花生产量和氮利用率的有效措施。

昆虫激素对家蚕不同组织β-N-乙酰葡萄糖苷酶活性的影响

【目的】研究蜕皮激素20E和保幼激素JH处理对家蚕5龄幼虫不同组织β-N-乙酰葡萄糖苷酶(β-N-acetylgucosaminidase,GlcNAcases)活性的影响,为深入解析家蚕GlcNAcases的生物学功能提供参考。【方法】利用微量注射器注射蜕皮激素20E和保幼激素JH,分别测定6、12、18、24和48 h家蚕幼虫血淋巴、脂肪体、中肠、表皮和丝腺中GlcNAcases的活性变化情况。【结果】在JH处理组,家蚕幼虫血淋巴GlcNAcases活性在12 h便开始显著增高,在18、24和48 h持续极显著高于对照组;在20E处理组,血淋巴GlcNAcases活性仅在24和48 h显著高于对照组。对于20E处理组和JH处理组,脂肪体组织GlcNAcases的活性变化情况相似,在6、12和18 h酶活性无显著变化,在24和48 h极显著高于对照组。经20E或JH处理后,中肠组织GlcNAcases活性在6和12 h均略高于对照组,但与对照组相比差异不显著;在18 h开始显著高于对照组,在24 h极显著高于对照组,随后在48 h酶活性降低至对照组水平。20E处理后,表皮GlcNAcases活性在12 h开始显著高于对照组,在18和24 h持续显著高于对照组,48 h酶活性降低至对照组水平。JH处理后,表皮组织GlcNAcases活性在12、18和24 h极显著低于对照组,在48 h恢复至对照组水平。丝腺组织中的GlcNAcases活性在20E处理12 h开始高于对照组,但差异不显著,随后酶活性持续增强,在18和24 h极显著高于对照组;在48 h有所降低,但仍显著高于对照组。JH处理12 h GlcNAcases活性开始降低,但与对照组相比差异不显著,18 h开始显著低于对照组,24和48 h持续极显著低于对照组。【结论】蜕皮激素20E和保幼激素JH对家蚕幼虫血淋巴、脂肪体和中肠中GlcNAcases活性具有一定的激活作用。在表皮和丝腺组织中,20E能促进并激活GlcNAcases的活性,而JH则抑制其的活性。这提示GlcNAcases在家蚕幼虫不同组织发挥的功能并不完全相同,并且不同激素对GlcNAcases活性的影响效果亦存在差异。

水稻土微生物群落、酶活性及理化性质对有机肥、石灰连续施用的响应

【目的】探究水稻土微生物群落、酶活性及理化性质对有机肥、石灰连续施用的响应规律,为培育健康水稻土提供理论依据。【方法】于2014年冬季,选取湘东双季稻区典型酸紫泥田,分别进行了连续施用鸡粪发酵商品有机肥、生石灰的大田试验。每年早、晚稻翻耕前各撒施一次有机肥、石灰,施用量均为2.25 t/hm^(2),分别以不施有机肥、石灰的处理为对照。在处理后第3年(2017年)和第7年(2021年)晚稻黄熟期,采集表层(0—15 cm)混合土壤样品,测定土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)含量、酶活性及理化性质,筛选指示性强、响应敏感的土壤指标。基于土壤理化性质与生物学性质间的相互关系,构建结构方程模型,解析土壤PLFAs含量与酶活性对有机肥、石灰处理的响应机理。【结果】与对照相比,有机肥连施3年后,土壤革兰氏阴性菌(G^(-))PLFAs含量提高23%,革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌值(G^(+)/G^(-))因而降低29%;连施7年后,总PLFAs、细菌、革兰氏阳性菌(G^(+))和放线菌PLFAs含量分别提高16%、13%、28%和38%,腐生真菌PLFAs含量降低19%,而G^(-)菌PLFAs含量、G^(+)/G^(-)均与对照无显著差异。石灰连施3年后,土壤微生物类群PLFAs含量平均降低30%,连施7年后,平均降幅增至36%。有机肥施用3年后,土壤脲酶活性提高了29%;施用7年后,土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性分别显著提高了63%、82%和39%。连施石灰3年,脲酶活性显著提高25%,连续施用7年则显著降低39%,对其他酶活性无显著影响。有机肥连施3、7年,土壤通气孔隙度分别增加了14%、33%,有机质总量分别增加了12%、7%,3个活性有机碳组分平均分别提高29%、69%;pH和碱解氮、有效磷、速效钾含量无显著变化;连续施用石灰3、7年,土壤pH分别提高0.6、0.6个单位,而通气孔隙度分别显著降低了47%、28%,总有机质和易氧化有机碳含量无显著变化,细颗粒有机碳含量分别提高了24%、9%,粗颗粒有机碳含量分别提高了100%、21%,施用石灰3年对速效养分含量无显著影响,施用石灰7年土壤碱解氮含量显著降低而有效磷含量显著增加。土壤物理、化学、生物学指标对连续施用有机肥的响应比值以正值为主,对连续施用石灰的响应比值以负值为主,土壤生物、化学指标对连续施用有机肥7年的响应比值较3年趋向更高正值,而对施用石灰趋向更高负值,达到17%~149%。结构方程分析结果表明,连续施用有机肥主要通过增加粗颗粒有机碳含量提升土壤易氧化有机碳,提升微生物总PLFAs含量和脲酶活性,而随着石灰累积用量的增加,降低土壤通气孔隙度、粗颗粒有机碳和碱解氮含量,降低土壤微生物总PLFAs、脲酶活性。【结论】长期连续施用有机肥可持续改善土壤通气性,增加有机质积累,提高土壤物理、化学和生物学性质,短期施用石灰有利于改善土壤物理、化学和生物学性状,但长期连续施用则降低石灰的正向效果。粗颗粒有机碳对土壤生物和化学性状响应有机肥、石灰连续施用的影响最为关键,具有预测土壤健康的潜能。

稳定性铯对土壤养分、酶活性与微生物群落功能多样性的影响

铯(Cs)与钾(K)的化学行为极其相似,进入人体后的Cs大量聚集到肌肉和肝脏中。为研究稳定性铯-133(133 Cs)的生物毒性,本研究采用133 Cs,通过微宇宙培养试验,设置3个铯处理浓度:5 mg·kg^(-1)Cs(CK),100 mg·kg^(-1)Cs(L)和500 mg·kg^(-1)Cs(H),研究了金属铯对土壤理化性质和微生物群落功能多样性和酶活性的影响。结果表明,Cs处理中有机质含量和速效钾与CK相比显著减少(P<0.05),在H处理中分别降低了13.54%和8.37%。Cs显著降低了转化酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性(P<0.05),且随着Cs浓度的增加,其抑制效应增强,在H处理中分别减少了21.1%,22.5%,22.6%和21.8%。Cs显著降低了Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数和碳源利用丰富度指数(P<0.05)。以上结果表明金属铯污染显著降低土壤微生物群落的功能多样性,降低了土壤养分含量,抑制了土壤酶活性,该研究为133 Cs污染土壤的风险控制提供理论基础。

土壤水分对不同抗旱性春小麦品种叶片保护性酶活性及产量的影响

【目的】研究土壤水分对不同抗旱性春小麦品种叶片保护性酶活性及产量的影响,为选育春小麦抗旱品种及制定节水高产措施提供理论依据。【方法】在大田条件下,以抗旱性较强的品种新春46号、抗旱性中等的品种新春37号、抗旱性较弱的品种新春26号为材料,设置3种水分处理,研究土壤水分对不同抗旱性春小麦品种旗叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及产量的影响。【结果】随着水分亏缺程度的加剧,春小麦旗叶SOD、CAT活性在扬花期呈升高的趋势,而在灌浆期则呈先升高后降低的趋势;POD活性在扬花期呈先升高后降低的趋势,灌浆期则呈升高的趋势;MDA含量呈升高的趋势;SOD、POD活性表现为抗旱性较强的品种新春46号>抗旱性中等的品种新春37号>抗旱性较弱的品种新春26号,MDA活性在春小麦品种间则呈相反的趋势。收获穗数、穗粒数和产量均随着水分亏缺程度的加剧而降低,抗旱性较强的品种新春46号在有限灌溉和亏缺灌溉处理下,其收获穗数和穗粒数降低幅度小于新春37号和新春26号,且产量高于新春37号和新春26号。【结论】抗旱性较强的品种新春46号在有限灌溉和亏缺灌溉条件下,旗叶SOD、POD酶活性较高,MDA含量较低,活性氧清除能力较强,有效延缓了小麦植株的衰老,收获穗数和穗粒数较抗旱性中等的新春37号和抗旱性较弱的新春26号下降幅度低,在水分亏缺条件下有利于获得较高的产量。

高寒草地退化对土壤碳氮磷及酶活性的影响

【目的】土壤碳氮磷元素是支撑高寒草地生态系统的关键,高寒草甸退化会改变土壤养分含量及分布规律,明确高寒草甸退化对土壤关键养分碳氮磷含量及其与酶活性之间相关性的影响可为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。【方法】以东祁连山围封草地(FG)为对照,对轻度(LD)、中度(MD)和重度(SD)退化高寒草甸土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量,以及土壤碳氮磷转化相关的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性进行研究。【结果】相比FG,退化基本导致高寒草甸土壤的有机碳含量升高,SD 0~10 cm土层有机碳含量最高,为82.1 g/kg;退化导致过氧化氢酶活性表现出下降的趋势,围封草地20~30 cm土层的过氧化氢酶活性最高,为23.35 mg/g,LD 10~20 cm土层的过氧化氢酶活性最低,为20.90 mg/g。退化导致土壤全氮含量降低,有效氮含量和脲酶活性显著升高,SD草地有效氮含量和脲酶活性均最高,分别为649 mg/k和3.47 mg/g,脲酶活性在FG和SD随土层加深而升高,但在MD和SD随土层加深而降低。4种类型草地全磷的变化范围为0.18~0.22 g/kg,退化对0~10 cm土层的全磷含量没有显著影响,而使0~10 cm土层,LD和MD的有效磷含量分别增加了152%和60%,而SD降低了32%,0~30 cm土层碱性磷酸酶活性升高,变化范围为0.52~0.62 mg/g。相关性分析表明,围封草地土壤有机碳与过氧化氢酶活性呈显著负相关,而轻度和重度退化未表现出有相关性;围封草地土壤全氮、有效氮含量与脲酶活性均没有相关性,而轻度和中度退化高寒草甸的脲酶活性与土壤有效氮含量存在显著正相关性;围封草地的土壤全磷、有效磷含量与碱性磷酸酶活性均成呈显著正相关,而退化草地未表现出明显的相关性。【结论】高寒草甸退化后改变了其关键养分与其相关酶活性之间的相关性,重度退化高寒草甸恢复中应考虑土壤磷素的投入。

基于分子对接的三角帆蚌酪氨酸酶抑制肽筛选及活性评价

【目的】筛选和鉴定三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)珍珠层蛋白酶解产物中的酪氨酸酶抑制肽,为美白肽的研究与开发提供依据。【方法】以三角帆蚌珍珠层粉为原料,基于其蛋白组成特性,采用物理改性和可控酶解技术制备珍珠层活性肽(Peptides from nacre powder,P-NP),通过测定其2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)和1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(DPPH)的清除能力、酪氨酸酶抑制活性以及对紫外线B(UVB)辐照损伤人永生化角质形成细胞(HaCaT)的影响,探究其体外活性。采用液质联用技术(LC-MS/MS)和分子对接技术从P-NP中鉴定并筛选出三角帆蚌酪氨酸酶抑制肽,并进行固相合成和体外活性验证。【结果】P-NP的ABTS和DPPH自由基清除效果较佳,肽质量浓度为1.00、14.00 mg/mL时,两者清除率分别为41.58%和11.23%;P-NP的酪氨酸酶活性抑制能力良好,其半抑制浓度(IC_(50))值为7.51 mg/mL。P-NP质量浓度在83.22μg/mL时,显著提高UVB损伤HaCaT细胞的生长活力(P<0.05)。P-NP经LC-MS/MS鉴定后筛选出相对分子质量集中在500~1000的61条肽序列作为候选肽库,分子对接筛选出3条潜在的酪氨酸酶抑制肽,其主要通过氢键与酪氨酸酶活性中心及其以外的位点相结合,从而达到抑制其活性的作用。其中,Tyr-Pro-Asn-Pro-Tyr(YPNPY)对酪氨酸酶抑制作用最强,IC_(50)为(0.545±0.028)mmol/L,主要抑制类型为竞争型抑制。【结论】三角帆蚌珍珠层活性肽具有良好的清除自由基和酪氨酸酶抑制活性。