毛竹硝酸还原酶活性及其与生理生化指标的关系

毛竹硝酸还原酶活性及其与生理生化指标的关系

硝酸原酶（nitroll，简称nr）是植物体内的诱导酶之一，也是植物氮代谢生理的重要酶。毛竹是我国南方最主要的栽培树种之一,面积大,经济价值高。如何提高毛竹单位面积产量和经济效益,是振兴福建省林业、发展福建省竹业经济的战略措施之一。本文旨在通过对毛竹硝酸还原酶活性及其与生理生化指标关系的研究,探索NR活性作为毛竹生长营养诊断和筛选良种的指标的可能性,为毛竹的速生丰产培育措施提供理论依据。11.1样地的设置在毛竹生长好、中、差的林分中分别设置样地,共设置3组,9个样地,3组样地分别设在建阳华家山毛竹采育场、建瓯房道乡上阳村、福建林学院后山。样地面积为10m×20m,各样地概况见表1、表2。1.2带模型的取样选择3株标准株,于标准株上、中、下部位分别采集2个枝条,取叶样,用冰壶装盛,带回实验室分析。取样时间为7月、11月和翌年的3～4月。硝酸还原酶活性大小年变化、季节性变化、日变化以及光合作用测定样品均取自福建林学院后山毛竹林,取样时间为5月至翌年4月。上述分析样品均于晴天上午9～10时采取。2提取叶片指标硝酸还原酶:取毛竹叶片2g,剪碎,置冰浴中,加少许石英砂和5mlpH7.5的磷酸缓冲液研磨匀浆,匀浆液在离心机上离心(4000r·min硝态氮含量:取1g叶用20ml蒸馏水匀浆,离心,上清液用硫酸水杨酸法测定叶绿素含量:取叶片1g,用20ml80%酒精提取,离心机离心(4000r·min光合速率:取离体叶于冰壶中,即刻带回实验室用GHⅡ型红外线CO氨态氮含量:冰乙酸浸根,721分光光度计测定(580nm)。可溶性糖含量:取0.5g烘干叶片,用80%乙醇提取,蒸干,剩余物溶于水,用蒽酮法测定。蛋白质含量:取新鲜叶片剪碎加少许石英砂和磷酸缓冲液(pH6.0)于研钵中冰浴研磨匀浆,4000r·min呼吸强度:碱吸收滴定法。米氏常数(Km):以不同底物浓度(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8mmKNO土壤微生物、土壤酶、土壤养分及叶片全氮、全磷、全钾:根据中国科学院南京土壤研究所编的“土壤理化分析”(1972,上海科技出版社)和许光辉、郑洪元主编的“土壤微生物分析方法手册”(1986,农业出版社)进行分析。33.1毛竹叶片nr活力变化3.1.1不同立地毛竹硝酸还原酶活性从表3可看出:立地条件好,毛竹生长旺盛,叶片NR活性高。立地条件好,可供植物生长发育吸收的养分含量高,特别是氮素水平高,所以NR活力也高。国内外众多的研究结果都证实了这一特性3.1.2毛竹大小年硝酸还原酶活力的变化从每月1次的分析结果看:毛竹NR活力大小年之间呈有规律性的变化,从毛竹换叶进入大年后,NR活力逐渐增强,至7月份达到最高峰(图1),8月份开始下降,至1月份,NR活力基本停止,这时的NR活力十分微弱,仅达0.04μmNO3.1.3毛竹硝酸还原酶活力从表4看:NR活力最强的是Ⅲ度竹,其次是当年生新竹,再次是Ⅱ度竹,最低的是Ⅳ度竹和Ⅴ度竹。不同强度NR活性的这种分布趋势与植株生理活动强度有关。Ⅲ度竹正处于壮年阶段,体内新陈代谢旺盛,NR活性也强;Ⅰ、Ⅱ度竹处于幼年至壮年阶段,NR活性也较高;Ⅳ、Ⅴ度竹处于中龄和中老年阶段,体内营养物质和生理活动强度开始出现下降趋势,NR活性减弱。3.1.4毛竹NR活性的日变化NR是诱导酶,其活力水平受体内外许多因素的影响,光是重要因素之一3.1.5毛竹NR活力最适pH值和对底物NO1)毛竹叶片NR活力最适pH值。用不同pH磷酸缓冲液浸毛竹叶片(pH6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0),结果表明毛竹叶片NR活力的pH范围在6.5～8.5,最适pH值为7.5(图4)。2)毛竹叶片对底物NO3.23.2.1太阳能化学能途径碳素营养是植物的生命基础,光合作用是植物将太阳能转化为化学能的途径。分析结果表明:NR活性与光合作用强度呈显著的正相关,相关至r=0.73043.2.2叶片叶绿素含量对产量的影响叶绿素是高等植物叶绿体内的光合色素。叶绿素含量的多寡,直接影响到植株产量的形成。国内外学者对水稻、菠菜、大麦等作物的NR活力与叶绿素含量关系作了研究3.2.3硝氮、氨氮和酪氨酸氮的存在于氮r的活力中硝态氮(NO3.2.4能量代谢与nr活性的关系呼吸强度和NR活力的关系就目前来看研究较少,一些学者研究了菠菜等叶片呼吸强度与NR活力的关系,表明二者呈极显著的正相关。从能量代谢观点来看,NR还原过程是一种需能过程,它需要呼吸产生的ATP等能量作为还原的能源,因此,呼吸作用的强弱与NR活性的高低有着必然的联系。从毛竹叶片分析的结果来看,二者之间呈极显著正相关(r=0.79313.2.5毛竹叶片蛋白质与nr活性之关系蛋白质与NR活性的关系是人们较为关注的问题。在NR等酶的作用下,NO3.2.6关于春大麦研究结果二者之间和春大麦研究发现的相关性可溶性糖与NR活性关系目前研究的结果不一,一些学者研究的结果表明二者之间呈正相关,而Klusak对春大麦研究结果表明二者之间呈负相关。毛竹叶片分析结果表明:二者之间呈显著正相关(r=0.40163.2.7潜在的利用能力植物叶片全氮、全磷、全钾含量的高低,是衡量植物N、P、K潜在的利用能力。NR活性与全氮的关系从已有的报导看呈正相关,与全磷、全钾的关系尚未发现有报导,对毛竹叶片全氮、全磷、全钾与NR活性关系的研究表明:3者与NR活性呈正相关(r4毛竹nr活性的稳定性1)立地条件好,毛竹生长旺盛,NR活性高,大年毛竹NR活性比小年强,无论大年竹还是小年竹,其NR活性最强都出现在7月份,其次是6、8、9月。因此,可以认为,这几个月是毛竹生理活动最旺盛的时期,一些抚育措施必须安排在这几个月前进行,以促进毛竹生长。2)不同度竹NR活性以Ⅲ度最强,其它依次为Ⅰ度、Ⅱ度、Ⅳ度、Ⅴ度。因此,在合理的毛竹林分结构中,应保留Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度竹,适当保留Ⅳ度竹,伐除Ⅴ度和Ⅴ度以上竹,使整个林分保持合理的竹龄结构和较高的生产力。3)Km值分析结果表明:不同鞭系统的毛竹具有不同的Km值。从理论上看:较低的Km值表明了毛竹对氮素利用能力强,鉴于现在对毛竹种源以及不同毛竹品系研究甚少,因此,进一步研究毛竹NR活性及其动力学性质,是选择优良毛竹种源、品系的一个良好的途径。4)毛竹NR活性与一些重要生理生化指标呈紧密相关。因