氮素与植物镉胁迫响应的研究进展

植物氮素营养与耐镉性关系受土壤类型、镉的浓度和植物种类等因素影响.氮素是植物所需大量营养元素之一.镉胁迫下,氮素养分管理影响镉离子的吸收、分配和脱毒,从而改善镉离子的毒害和植物营养的平衡.氮素形态尤其是无机氮源不仅会影响镉胁迫下氮代谢而且会影响其他营养物质代谢.文章综述了植物对氮代谢以及氮素对镉胁迫下植物生理生化的影响,以期通过合理的养分管理正确处理植物氮素和镉胁迫之间的关系,利用植物修复镉污染土壤.     

菌根真菌对有机氮吸收利用的研究进展

综述了菌根真菌对有机氮的吸收利用在植物生理学、分子水平及实验装置方面国内外近年来取得的一些研究成果.菌根真菌吸收有机氮后能向宿主植物转运,其中丛枝菌根真菌吸收氨基氮后在根外菌丝中合成载体———精氨酸(Arg),它既能在根外菌丝(ERM)和根内菌丝(IRM)间双向运转,又能在根内菌丝中经尿素循环分解成NH4+,作为氮源整合入根内菌丝中的其他氨基酸或通过NH4+-转运蛋白转运给宿主植物.已经从菌根真菌中克隆出或检测到表达一些与氮代谢相关的基因.与研究需求相适应的实验装置也在不断发展.     

高等植物氮素转运蛋白研究进展

土壤中植物所利用的主要外源氮素形态是硝态氮和铵态氮,NRT,AMT转运蛋白分别介导它们在植物根系的吸收及体内的运输,氨基酸、酰脲和多肽类等有机态氮也可在相应的转运蛋白的作用下被植物吸收利用.本文概述了近年来在硝态氮、铵态氮及有机氮素转运蛋白生物学功能与调控及其与植物氮营养等方面的最新研究进展,并对今后关于氮素转运蛋白研究的方向做了展望.     

茶树体内游离氨—基酸对儿茶素代谢的影响

茶树体内儿茶素代谢受C/N 代谢平衡状态所制约.通过氨基酸对~(14)CO_2掺入儿茶素的影响,发现Glu、Lys 有正效应,而Ala、phe 有负效应.分析不同施氮量茶梢中的游离氨基酸,结果表明,体内Glu、Ala、phe、Thr 等含量及代谢活性的不同,至少是影响儿茶素含量的原因之一.     

空气甲醛污染的植物修复机制

基于植物的生理代谢特性和环境适应性，植物修复是空气甲醛清除最为节能环保和有效的方法。对大量室内观赏植物、部分小型野生植物和农作物及基因改造植物的甲醛清除作用的调查研究可知，植物对甲醛的清除过程涉及甲醛的吸收、转运和代谢3个阶段，植物通过叶片(主要是气孔、保卫细胞、叶表角质膜扩散)和根毛吸收甲醛，植物吸收的甲醛大部分在吸收部位的组织细胞中代谢，小部分转运至根际或者从根部转运至叶，植物代谢甲醛的途径主要为卡尔文循环、C1代谢和乙醛酸代谢，不同代谢途径的作用和特点不同。基于此，关于空气甲醛污染进行植物修复的进一步研究提出3点建议：(1)开发甲醛清除能力强的植物种类；(2)探索植物代谢甲醛的新途径；(3)深入分析甲醛代谢对植物正常光合作用及生物质产生的影响。     

植物硝酸盐转运蛋白功能及表达调控研究进展

植物硝酸盐转运蛋白不仅能够吸收、运转硝态氮,而且在植物其他生理过程中也发挥重要作用.重点介绍了硝酸盐转运蛋白在氮素吸收运转、硝酸盐积累、侧根发育、激素运转以及逆境响应调控等方面的最新研究进展,并概括了硝酸盐转运蛋白的表达调控模式.     

丛枝菌根真菌对氮素的吸收作用和机制

丛枝菌根真菌可以与绝大多数陆生植物共生,它可以吸收铵态氮、硝态氮、一些氨基酸和一些复杂的有机氮素,吸收的氮素在根外菌丝中转化成精氨酸,并以这种形式运输到根内菌丝,在根内菌丝和根细胞界面,精氨酸再进一步转化为NH4^＋后转移到宿主植物体,参与植物氮素代谢,而转移的氮量及对宿主植物氮营养的贡献与宿主植物、真菌以及基质养分和水分条件有关．     

不同光照水平下白酒草 (Conyza japonica)氮、镁元素的分配

对多年生草本植物白酒草在高、中、低3个光照水平下，氮和镁在根、茎、叶中的分配进行了研究．结果表明：光照水平显著的影响了白酒草对叶和根的氮和镁的分配，而对于氮和镁在茎中的分配没有显著影响．高光照水平下，更多的氮和镁被分配到根中．低光照水平下．白酒草将较多的氮和镁分配至叶中．不同光照水平下白酒草氮镁分配方式和生物量分配方式的相似性说明．在氮和镁的分配利用上，植物也存在功能平衡作用．是植物生长和光合作用反馈调节的结果．     

绿色棘孢木霉菌株固体发酵条件优化及其生物学特性的农业应用

木霉菌对大多数植物病原菌具有拮抗作用，可利用简单和复杂的碳源氮源，甚至有转化和降解一些有害或持久存在的污染物的能力．产生的多样拮抗，有竞争，重寄生作用，产生抗生素和溶菌酶具有寄生的广谱性，有较高的抑制性，会对灰霉菌引起菌丝变形和消解，同时又不产生抗生物质，减少有效元素的老叶固定以提高氧化还原能力等植物内在生理的角度，提高化肥的利用率和有机肥的速效性，并对植物自身吸收的运转能力，增加植物体内营养物质的吸收和利用。对人和动物无毒害，对于解决降低农产品亚硝酸盐含量的三农困扰的新课题有重要意义，同时在植物生物学生仿领域的开发和利用也有很大的价值。     

氨基酸和酰胺对小麦苗吸收硝酸盐的调节作用

溶液培养的小麦苗,在氮饥饿三天以后,对硝酸盐的吸收提高了二倍多。氮营养良好的植物对外界供应氨基酸和酰胺,硝酸盐吸收速率没有什么影响。然而,氨饥饿三天以后,供应某些氨基酸和酰胺可使植物对硝酸盐吸收速率减少达50％。天门冬氨基酸的抑制效果最大。而天门冬酰胺、谷氨酰胺、苯基丙氯酸,对植物硝酸盐的吸收没有影响,氨基酸和酰胺的这种抑制作用并不随氨基酸浓度的提高而提高。对于有抑制作用的单个氨基酸和酰胺也并不因其混合而提高阻抑作用。三天氮饥饿期间,根中内源氨基酸的浓度减少,但并不是每种氨基酸的同样的速度减少。     

寒温带林区不同林型土壤中游离氨基酸的研究

为了解大兴安岭北部寒温带林区不同林型各层次土壤游离氨基酸种类和含量的变化,以及不同林型对土壤游离氨基酸含量的影响,应用柱前衍生高效液相色谱法采用梯度洗脱在254 nm波长处检测土壤中常见的17种游离氨基酸。结果表明:①不同林型下游离氨基酸态氮的平均含量分别为杜鹃-白桦林(33.86 μg/g)>杜鹃-落叶松林(31.44 μg/g)>杜香-落叶松林(28.76 μg/g)>偃松林(27.66 μg/g)。②同一林型不同土壤层次游离氨基酸态氮含量整体表现为凋落物层高于矿质土层,0～5 cm的矿质土层高于≥5～20 cm的矿质土层。③不同林型各土壤层次检测出的氨基酸种类和含量不同,种类上各林型均以凋落物层出来最多; 含量上大多表现为中性氨基酸所占的比例最大,酸性和碱性氨基酸次之,含硫氨基酸最少。研究结果在一定程度上说明不同森林类型由于林内气候环境、土壤条件和林下伴生树种等的差异,对土壤游离氨基酸含量和种类存在不同程度的影响。     

Amino-acid cycling drives nitrogen fixation in the legume-Rhizobium symbiosis

The biological reduction of atmospheric N2 to ammonium (nitrogen fixation) provides about 65% of the biosphere's available nitrogen. Most of this ammonium is contributed by legume-rhizobia symbioses, which are initiated by the infection of legume hosts by bacteria (rhizobia), resulting in formation of root nodules. Within the nodules, rhizobia are found as bacteroids, which perform the nitrogen fixation: to do this, they obtain sources of carbon and energy from the plant, in the form of dicarboxylic acids. It has been thought that, in return, bacteroids simply provide the plant with ammonium. But here we show that a more complex amino-acid cycle is essential for symbiotic nitrogen fixation by Rhizobium in pea nodules. The plant provides amino acids to the bacteroids, enabling them to shut down their ammonium assimilation. In return, bacteroids act like plant organelles to cycle amino acids back to the plant for asparagine synthesis. The mutual dependence of this exchange prevents the symbiosis being dominated by the plant, and provides a selective pressure for the evolution of mutualism.     

野生稻材料中氨基酸、碳、氮含量分析及其在种质资源评价中的应用

 野生稻是宝贵的遗传资源库.云南有较丰富的野生稻资源,研究对云南及其它来源的野生稻和栽培稻茎、叶和稻米中氨基酸含量及碳、氮含量进行了分析.结果表明:所涉及的几种材料中茎叶内总氨基酸质量比差异较大,小粒野生稻最高56.8 mg/g,野生的元江普通野生稻最低22.8 mg/g.换算的C/N和蛋白质质量分数变化范围分别为12~38和6%~20%.对野生稻茎、叶和相应的稻米中氨基酸总量及氨基酸组成间的相关性进行了分析,发现两者具有显著相关性.并初步探讨了茎、叶中氨基酸含量在评价植物种质资源评价中的应用.     

闽北3种人工林土壤游离氨基酸组成及其差异研究

3种人工林土壤游离氨基酸总含量表现出明显的垂直分布特征.针阔叶混交林和针叶林表层(0～20 cm)土壤游离氨基酸含量显著高于深层(20～40 cm)土壤的含量(P＜0.05);而阔叶林表层土壤游离氨基酸含量低于深层土壤的含量,但差异不显著.土壤游离氨基酸各组分均表现出显著的垂直分布特征,阔叶林表层土壤中天冬氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸和苯丙氨酸的含量显著高于深层土壤对应组分的含量,但苏氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸显著低于深层土壤对应组分的含量;针阔叶混交林表层土 壤中酪氨酸、组氨酸和脯氨酸低于深层土壤的含量,而其余组分均显著高于深层土壤的含量;而针叶林中除甲硫氨酸和赖氨酸外,其余15种氨基酸在表层土壤中的含量均高于深层土壤中对应组分的含量.3种人工林中无论是表层土壤还是深层土壤,游离氨基酸均以中性氨基酸含量为最高,碱性和酸性氨基酸含量次之,含硫氨基酸含量最低.表层土壤中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬草氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和精氨酸的含量依次为:针叶林＜阔叶林＜针阔叶混交林,而赖氨酸和脯氨酸的含量则以针叶林为最高,针阔叶混交林次之,阔叶林最低;阔叶林表层土壤中络氨酸和胱氨酸含量最高.深层土壤中各组分氨基酸除赖氨酸之外均以针叶林中含量最低,针阔叶混交林次之,而阔叶林中含量最高.     

模拟氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落碳源利用类型的影响

【目的】探究氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落特征的影响。【方法】以江苏省东台地区沿海杨树人工林为对象,采用Biolog ECO微平板技术,设置4种氮添加水平:N0(0 kg/(hm²·a))、N1(50 kg/(hm²·a))、N2(100 kg/(hm²·a))、N3(150 kg/(hm²·a))模拟不同浓度氮沉降,经过2 a生长季(5—10月)处理,测定杨树林土壤微生物群落碳源利用变化情况。【结果】N2处理可以增强杨树人工林土壤微生物对碳源的代谢能力,氮添加浓度过高则会产生抑制作用; 土壤中微生物对胺类和酚类利用程度表现出较大差异,其中,酚类在高浓度氮处理(N3)时利用程度最高,胺类在低浓度氮(N1)条件下利用程度最高; 硝态氮和平均颜色变化率(AWCD)、Shannon多样性均具有显著正相关性(P<0.05),微生物代谢水平及其结构变化受到硝态氮影响较大。主成分分析表明,PC1和PC2可以表示施氮对微生物群落代谢多样性产生的差异,其中,PC1的方差贡献率最大,碳水化合物、酚类呈负相关(碳源相关系数分别为-0.869、-0.780),氨基酸、羧酸呈正相关(碳源相关系数分别为0.702、0.821),是起主要分异作用的碳源; PC2涵盖了聚合物和胺类两种碳源大类,其中聚合物呈负相关(相关系数为-0.688),胺类呈正相关(相关系数为0.802)。【结论】氮添加会导致杨树人工林土壤微生物群落对碳源利用类型改变,土壤中硝态氮含量与微生物生长代谢及功能多样性呈显著正相关; 六大类碳源中碳水化合物、羧酸是影响土壤微生物群落功能多样性的主要碳源。 关键词:氮沉降; 土壤微生物; 碳源代谢; 群落功能多样性; 杨树人工林     

贵州草海湿地不同植物群落表层土壤氮素的赋存特征

在湿地生态系统氮循环过程中,湿地土壤养分供给状况及可利用水平与氮素含量存在直接关系。本研究以贵州草海湿地自然演替下植物群落表层土壤氮素含量作为研究对象,探讨四种典型湿地植物群落（牛筋草、李氏禾、香薷和芦苇）土壤中硝态氮、铵态氮、速效氮和全氮含量以及不同土壤团聚体粒径下湿地土壤氮素的空间分布特征。结果表明：（1）各植物群落土壤阳离子交换量与全氮含量分布趋势基本一致,其中芦苇群落土壤中阳离子交换量、速效氮和全氮含量最高;（2）各植物群落不同粒径土壤团聚体AN和TN含量均无显著差异（p>0.05）;芦苇群落土壤硝态氮含量在各粒径土壤团聚体中含量均低于其他植物群落;李氏禾群落土壤氨态氮含量在不同粒径土壤团聚体中存在显著差异（p<0.05）。植物群落表层土壤氮素含量分布受植物种类及自身凋落物、降雨量和地势、微生物活动和有机质等因素的影响,土壤硝化作用受到抑制或促进,各植物群落铵态氮和硝态氮含量分布有显著差异（p<0.05）。     

不同有机氮源对肌苷合成的影响

通过研究不同有机氮源对肌苷合成的影响,结合蛋白、核酸及菌体生长的分析测定,结果显示:国产酵母膏A是肌苷发酵的理想氮源。此外,由于国产酵母膏A部分可溶,其水解出的氨基酸的碳骨架可能作为前体物质直接进入糖酵解和三羧酸途径,使得以国产酵母膏A为氮源时肌苷生产期的呼吸熵(RQ)由1.0降至0.6左右,从而促进了肌苷的合成,糖苷转化率由原来的15%提高至29%。     

豆制品废渣发酵液对青菜种子萌发及植株生长的影响研究

枯草芽孢杆菌是一种广泛存在于土壤与根际的产酶细菌,在生物肥料领域具有广阔的应用前景．以豆制品废渣为唯一有机氮源进行液体发酵,测定了3株具有高活力的产蛋白酶枯草芽孢杆菌（BY25,NTI,NT2）的发酵液中氨基酸组成与浓度、蛋白质浓度、蛋白酶活力的差异．通过种子发芽和青菜盆栽实验,研究了发酵液对青菜种子萌发及植株生长的影响．发现实验组中BY25豆制品废渣发酵液能够显著促进青菜种子发芽与幼苗根系生长,培养96h后种子发芽率较添加去离子水处理的空白对照提高了13％,青菜幼苗平均根系长度较空白对照增加了66．3％;而以大豆粉为唯一有机氮源的BY25大豆粉发酵液对照组对青菜发芽和长根则产生显著抑制作用,同时BY25发酵液热灭活对照也无法表现出任何促进生长作用,说明发酵液中的蛋白酶等活性成分可能是影响种子萌发和幼苗生长的主要因子．添加BY25豆制品废渣发酵液培养40d后,盆栽青菜叶片SOD酶活力及根系活力均显著提高．     

渔业污水中大型蚤(Daphnia magna straus)反馈养殖的研究

利用排放的渔业污水先进行单胞藻的（栅列藻ＳｃｅｎｅｄｅｓｎｕｓｏｂｌｉｑｕａｓＴｕｒｐ）培养，再接种培养大型蚤，对栅列藻密度的经时变化，大型蚤种群增长及水体中氮、磷、钾在培养过程中的变动作了测定与分析．研究结果：①悬浮栅列藻在渔用污水中密度变动状态，开始时在充气、直接光照条件下以逻辑斯谛（Ｌｏｇｉｓｔｉｃ）曲线增长；在投放大型蚤并停止充气与直接光照后，则呈直线型下降．②大型蚤在接种进入含栅列藻的渔业污水后，在静态条件下其种群密度亦是按逻辑斯谛曲线增长．③以大型蚤间收式一次累加收获量作为种群总增长量（产出量），其累加数量及干湿重生物量数学模型均呈双对数曲线．④在间收式培养期间，大型蚤密度动态模型为一复合型指数函数．⑤渔用污水经栅列藻及大型蚤培养后再排放水体中氮、磷、钾含量分别下降了８５．５％，８１．１４％，７７．８９％．本研究结果既为枝角类集约化培养技术提供了生态学理论参数，也为污水调控及资源化提出一个良好的技术途径．