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铵、硝营养对水稻叶细胞膜H+-ATPase和质子泵活性的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
用两相法分离铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)培养的水稻苗期叶细胞膜,并测定了细胞膜H+-ATPase水解活性和质子泵活性,以期阐明铵、硝营养对水稻叶细胞膜H+-ATPase的影响。结果表明,叶细胞膜H+-ATPase活性最佳pH值均为6.2。 NO3--N培养的水稻叶细胞膜H+-ATPase的水解活性、Vmax和Km均显著高于NH4+-N培养的水稻叶;Western Blot分析结果看出,NO3--N培养的水稻叶细胞膜H+-ATPase酶浓度也高于NH4+-N培养的水稻叶,说明NO3--N培养的水稻叶中单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量大于NH4+- N培养的水稻叶,这与细胞膜上H+-ATPase蛋白的表达量升高有关。此外,NO3--N培养的水稻叶质子泵初速度和膜囊体内外H+浓度梯度均高于NH4+- N培养。由于NO3-的跨膜运输是与细胞膜上H+-ATPase紧密联系的主动运输过程,NO3--N培养的水稻叶片细胞膜H+-ATPase活性和质子泵活性高可能与水稻叶细胞吸收大量NO3-有关。 相似文献
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【目的】作物选择性吸收铵态氮或硝态氮是导致根际p H发生变化的主要原因,本文探索旱地作物根系细胞膜质子泵对铵硝营养及p H的反应机制。【方法】采用水培方法,分别用NH+4-N和NO-3-N培养高粱幼苗,并控制营养液的p H。高粱生长三周以后,用葡聚糖两相法分离根系细胞膜,测定细胞膜质子泵的水解活性、酶动力学特征,利用免疫杂交方法测定质子泵蛋白浓度。【结果】培养三周后,供给铵态氮的高粱根际p H下降到3,质子泵活性最高,达到Pi 8.81μmol/(mg·min);供给硝态氮的高粱根际p H上升至7,质子泵活性最低,为Pi 3.82μmol/(mg·min)。将铵态氮处理的营养液p H人为上调到7,而将硝态氮处理下调到3后发现,铵态氮培养的高粱根系细胞膜质子泵活性在p H 7时低于p H 3,但仍高于p H 3时硝态氮处理。酶动力学特征的测定结果表明,铵态氮营养(p H3)时,酶反应最大速率最高,亲和性也最高,而硝态氮营养(p H 7)时酶反应最大速率最小,亲和性也最低。质子泵活性与其蛋白浓度之间具有正相关性。【结论】无论是铵还是硝态氮处理,根际p H降低都会导致高粱根系细胞膜质子泵活性升高,这说明,质子泵具有适应根际酸化而提高自身活性的基本功能。但是,在相同的p H下,铵态氮都导致高粱根系细胞膜质子泵活性比硝态氮处理更高,这说明铵态氮在根系细胞中同化产生氢离子,而硝态氮的还原不产生氢离子,因此,吸收铵态氮的细胞需要进一步提高细胞膜质子泵的活性将氢离子排出体外。这很可能是高粱根系在铵态氮营养下的一种反应机制。 相似文献
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用两相法分离了供磷（+P）和缺磷（-P）营养下水稻苗期根系的细胞膜,并测定了细胞膜上H+-ATPase的水解活性,以期阐明水稻根系细胞质膜上H+-ATPase对不同缺磷的反应机制。结果表明,缺磷的水稻根系细胞膜H+-ATPase的水解活性和H+-ATPase的Vmax, Km均低于正常供磷的植物;缺磷的水稻根系细胞膜H+-ATPase最佳pH值为 6.0,而正常供磷植物的为pH 6.4左右;Western Blot结果说明,缺磷水稻根系细胞膜H+-ATPase酶浓度与正常供磷植物相似。本试验结果还说明,缺磷水稻根系细胞膜H+-ATPase活性低的原因并不是因为其单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量小于正常供磷的植物,而是缺磷水稻根系细胞膜上H+-ATPase的同工酶的组成供磷植物相比发生了变化。这很可能是缺磷胁迫下水稻根系细胞膜H+-ATPase的一种适应机制。 相似文献
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高粱分泌硝化抑制物对羟基苯丙酸与质子泵的关系研究 总被引：1，自引：0，他引：1
硝化作用是导致农田氮素损失的一个重要原因,自然界中一些植物根系能分泌抑制土壤氨氧化细菌的物质,统称为生物硝化抑制剂。高粱根系分泌的对羟基苯丙酸(简称MHPP),具有很好的抑制效果。为了研究MHPP的分泌机制,本实验用铵态氮与硝态氮两种不同氮素形态水培高粱幼苗,在一定时间内收集根系分泌物。将根系分泌物通过高效液相色谱法(HPLC)测定其中的MHPP含量,通过微量滴定法测定氢离子含量。同时,将根系采样后,用两相法分离根系细胞膜,测定质子泵活性。结果表明,在铵态氮营养下,高粱分泌MHPP的速率在3.52μmol g-1 d-1左右,而硝态氮营养下几乎不分泌MHPP。在铵态氮营养下,根系分泌氢离子的速率为16.49μmol g-1 d-1,而硝态氮营养下没有氢离子的分泌。而且,随着根系分泌物收集液中铵离子浓度的增加,也促进了根系分泌MHPP和氢离子的速率。因此,铵态氮营养促进了根系分泌MHPP。进一步研究发现,虽然在表观上MHPP的分泌受氮素形态影响,但是在这一过程中MHPP分泌与氢离子的分泌速率是偶合的。而细胞分泌氢离子是由细胞膜上质子泵活性决定的。因此,本实验结果发现,MHPP的分泌实质上是通过根系细胞膜质子泵活性来调控的:在没有氮源的情况下,只要通过壳梭孢菌素(Fusicoccin)或钒酸盐(Vanadate)改变质子泵活性就可以影响MHPP的分泌。所有实验数据的统计结果发现,MHPP分泌与质子分泌之间的比例大约为1∶4,且相关系数r=0.98。因此,铵态氮营养下高粱根系大量分泌生物硝化抑制剂MHPP在一定程度上是由于铵离子的吸收刺激了质子泵活性提高所引起的,这也是防止根际铵态氮被氧化、提高氮素利用率的一个重要生理机制。 相似文献
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水稻根系细胞膜H+-ATPase对缺磷的反应 总被引：1，自引：1，他引：0
用两相法分离了供磷（＋P）和缺磷（-P）营养下水稻苗期根系的细胞膜,并测定了细胞膜上H^＋-ATPase的水解活性,以期阐明水稻根系细胞质膜上H^＋-ATPase对不同缺磷的反应机制。结果表明,缺磷的水稻根系细胞膜H^＋-ATPase的水解活性和H^＋-ATPase的Vmax,Km均低于正常供磷的植物;缺磷的水稻根系细胞膜H^＋-ATPase最佳pH值为6．0,而正常供磷植物的为pH6．4左右;Western Blot结果说明,缺磷水稻根系细胞膜H^＋-ATPase酶浓度与正常供磷植物相似。本试验结果还说明,缺磷水稻根系细胞膜H^＋-ATPase活性低的原因并不是因为其单位细胞膜上的H^＋-ATPase酶分子数量小于正常供磷的植物,而是缺磷水稻根系细胞膜上H^＋-ATPase的同工酶的组成与供磷植物相比发生了变化。这很可能是缺磷胁迫下水稻根系细胞膜H^＋-ATPase的一种适应机制。 相似文献
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镉（Cd）对膜透性、跨膜电势差等膜性质所产生的直接影响是造成Cd胁迫下植物对营养元素吸收异常的重要原因。以对Cd2＋敏感性不同的两个水稻品种（淮稻11号和扬稻6号）作为试验材料,采用玻璃微电极技术原位考察了水稻幼苗根细胞膜电位对Cd2＋胁迫的响应,同时分析了Cd2＋对水稻根系细胞膜透性的影响。结果表明,Cd2＋可使根表皮细胞膜电位在短时间内发生明显的去极化,去极化程度随Cd2＋浓度提高而增加;相同浓度Cd2＋所诱导的膜电位去极化程度与水稻品种有关,扬稻6号幼苗根系膜电位的去极化程度明显高于淮稻11号;在迅速的去极化之后,随后的30 min内是否发生复极化与水稻品种和Cd2＋浓度有关;就更长时间（0-12 h）来看,膜电位在经过了去极化阶段后仍有缓慢的恢复,淮稻11号在1.0 mmo1·L-1 Cd2＋处理6 h后已接近初始的膜电位值,而扬稻6号在处理12 h后仍不能恢复到处理前的水平;Cd2＋处理增大了水稻根细胞膜透性,且扬稻6号比淮稻11号膜透性增加的程度要大。 相似文献
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利用微电极技术分别测定了2个水稻品种即武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)幼苗根尖细胞在吸收不同NH4+浓度(0.0250、.05、0.1、0.5、1.0和1.5.mmol/L)下膜电位的变化特征。结果表明,水稻根系吸收NH4+引起膜的去极化,去极化到一定程度出现部分复极化,有一小部分根系还有超极化现象。去极化大小随外界处理液中NH4+浓度的增加而加强,达到一定程度以后趋于平稳,吸收进程符合Michaelis-Menten动力学特征。两个品种产生的去极化程度不同,武育粳3号产生的去极化大小平均为16.5.mV,扬稻6号产生的去极化大小平均为22.6.mV。在低浓度NH4+(1.0.mmol/L)处理下,扬稻6号对NH4+较敏感,产生的去极化大小平均为17.5.mV,高于武育粳3号(去极化大小平均为10.9.mV),两个品种产生的去极化大小差异显著(p0.05)。研究结果表明,扬稻6号吸收NH4+的能力比武育粳3号强,这与吸收动力学的结果是一致的。 相似文献
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不同硝铵比对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
采用沙培试验,设置了等氮条件下5种不同硝铵比营养液处理,探讨了氮形态对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响。结果表明,霞多丽幼苗的生长量以硝铵比70/30时最大,全铵营养时最低;植株根系氮的平均吸收量在硝铵比为70/30时为最大值,达到70.89%,全铵营养时为最低值;叶片中的氮浓度和总氮量以全硝营养最大,全铵营养最低,后者仅是全硝营养的61.8%和19.46%。霞多丽幼苗根系内NH4+-N浓度与营养液中NH4+-N的浓度成极显著正相关(r=0.9805),且当铵态氮比例超过30%时根系中NH4+浓度显著增加。叶片中硝酸还原酶的活性以硝铵比70/30最高,当铵态氮比例大于30%,再继续增加铵态氮的比例时,显著抑制了叶片中硝酸还原酶的活性;而对根的硝酸还原酶活性无明显影响。试验证明,硝铵比70/30是霞多丽较适宜的氮素形态配比,较高比例的铵态氮增加了植株器官中NH4+的浓度,抑制了霞多丽幼苗的生长及对氮素的吸收积累。 相似文献
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细胞膜H+-ATP酶是植物体内一类重要的质子泵,也是一种极其关键的转运蛋白,在植物各种生命活动中具有重要的功能。本文综述了细胞膜H+-ATP酶的活性调控机制,及其在植物根系吸收与利用矿质营养中的生理作用。细胞膜H+-ATP酶通过消耗ATP将细胞质中的H+排出,为养分离子的跨膜转运,以及有机酸和生物硝化抑制剂等物质的分泌提供细胞膜电位和质子驱动力。在缺磷、缺铁和铝毒等营养逆境下,细胞膜H+-ATP酶在受诱导后通过分泌H+使根际酸化,从而提高磷和铁的有效性,还通过促进有机酸分泌来活化土壤中的矿物态磷,并且可以降低铝离子的毒害。此外,细胞膜H+-ATP酶还参与调节植物根系的生长以及植物与丛枝菌根真菌的共生。通过遗传途径调节细胞膜H+-ATP酶及其上游调节因子,如蛋白激酶和磷酸酶等基因的表达,以及对细胞膜H+-ATP酶的特定氨基酸位点进行突变,可以改良作物细胞膜H+-ATP酶的活性。这是一种提高作物养分利用效率、增强作物抵抗营养逆境的有效策略。 相似文献
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利用玻璃微电极技术测定了扬稻6号(籼稻)幼苗根尖细胞在吸收不同NO3-浓度(0.01、0.02、0.1、0.2、0.5、1.0和2.0.mmol/L)过程中膜电位的变化。结果表明,1)水稻根系吸收NO3-引起膜的去极化,去极化到一定程度后出现复极化;有小部分水稻根表现为超极化。在0.01～1.0.mmol/L范围内,去极化大小随外界NO3-浓度的增加而增加,且差异显著(P0.05)。0.01.mmol/L.NO3-产生较小的去极化,平均为3.8.mV;0.5.mmol/L.NO3-产生了最大去极化,平均为40.2.mV;当外界NO3-浓度大于1.0.mmol/L时膜电位去极化大小呈下降趋势。根系吸收不同浓度的NO3-而使膜电位去极化的进程符合Michaelis-Menten动力学。2)复极化有部分复极化和完全复极化两种。超极化也有两种:一种是膜电位先超极化,后缓慢复极化;另一种是先出现一个小的去极化,然后是较大幅度的超极化。3)运输蛋白抑制剂PGO抑制了根系吸收NO3-而产生的膜电位的响应。4)对于经CaSO4溶液预培养的水稻来说,C2+主要引起膜电位超极化。 相似文献
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硝态氮促进水稻生长和氮素吸收的生理机制 总被引：2，自引：0，他引：2
Rice is being increasingly cultivated in intermittently irrigated regious and also in aerobic soil in which Nitrate (NO3-) plays important role in nutrition of plant. However, there is no information regarding the influence of nitrate on the overall growth and uptake of nitrogen (N) in rice plant. Solution culture experiments were carried out to study the effects of NO3- on the plant growth, uptake of N, and uptake kinetics of NH4+ in four typical rice (Oryza sativa L.) cultivars (conveutioual indica, conventional japonica, hybrid indica, and hybrid japonica), and on plasma membrane potential in roots of two conventional rice cultivars (indica and japonica) at the seedling stage. The results obtained indicated that a ratio of 50/50 NH4+-N/NO3--N increased the average biomass of rice shoots and roots by 20% when compared with that of 100/0 NH4+-N/NO3--N. In case of the 50/50 ratio, as compared with the 100/0 ratio, total N accumulated in shoots and roots of rice increased on an average by 42% and 57%, respectively. Conventional indica responds to NO3- more than any other cultivars that were tested. The NO3- supply increased the maximum uptake rate (Vmax) of NH4+ by rice but did not show any effect on the apparent Michaelis-Menten constant (Km) value, with the average value of Vmax for NH4+ among the four cultivars being increased by 31.5% in comparison with those in the absence of NO3-. This suggested that NO3- significantly increased the numbers of the ammonium transporters. However, the lack of effect on the Km value also suggested that the presence of NO3- had no effect on the affinity of the transporters for NH4+. The plasma membrane potential in the roots of conventional indica and japonica were greatly increased by the addition of NO3-, suggesting that NO3- could improve the uptake of N by roots of the rice plant. In conclusion, the mechanisms by which NO3- enhances the growth and N uptake of rice plant was found by the increased value of Vmax of NH4+ and increased plasma membrane potential. Thus promotion of nitrification in paddy soil is of great significance for improving the production of rice. 相似文献
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为探讨外源NO（SNP为供体）对50 mol/L铜、镉毒害的缓解效应,采用营养液培养方法,研究了不同程度的铜、镉毒害（5 mol/L和50 mol/L）对番茄幼苗生物量、根系活力、硝酸还原酶、光合特性及生物膜ATPase、H+-PPase等功能蛋白酶活性的影响。结果表明,铜、镉胁迫显著抑制番茄生长。随处理浓度增加,番茄根系活力、硝酸还原酶活性显著降低,番茄长势越差; 铜、镉胁迫对根系离子吸收的影响远远大于叶片,尤其是铜胁迫,50 mol/L铜胁迫使番茄根系铜含量增加了12倍。铜浓度的增加对镉含量无影响,镉浓度的增加降低了铜的吸收。铜、镉胁迫使番茄净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著降低,胞间CO2浓度（Ci）显著增加,表现为非气孔限制。50 mol/L 铜、镉处理显著降低叶片、根系质膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase和根系液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase和H+-PPase活性; 提高了5和50 mol/L部分处理叶片液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase和H+-PPase的活性。表明生物膜功能蛋白对不同程度铜、镉胁迫的响应时间和部位存在差异。铜毒害对细胞质膜ATPase的影响较大,而镉毒害对液泡膜伤害的程度较大。100 mol/L SNP可以显著缓解铜、镉胁迫导致的番茄生长受抑,铜、镉总吸收量显著高于胁迫处理。 相似文献
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增硝营养对不同基因型水稻苗期硝酸还原酶活性及其表达量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
利用控制条件下的溶液培养方法,研究了增硝营养(NH4+∶NO3-比例为100∶0和50∶50)对两种不同的基因型水稻南光和云粳苗期生长和硝酸还原酶(NR)活性及基因表达量的影响。结果表明,不同基因型水稻在增NO3-营养下生物量、氮素含量、氮积累量的增幅南光大于云粳。NO3-的存在增强了水稻硝酸还原酶的活力和NR基因OsNia1、OsNia2的表达。不同基因在水稻幼苗中,两个品种OsNia2的相对表达量均高于OsNia1。就品种而言,无论叶片还是根系,增硝后南光OsNia2mRNA表达量都高于云粳;南光叶片OsNia1mRNA表达量也较云粳叶片高。增硝营养提高了水稻NR基因的表达,增加了NR活性,促进了水稻NO3-的同化利用,从而增加了氮素在植株地上部的积累同化。南光和云粳相比,前者对NO3-的响应更为强烈。 相似文献
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根系氧化力大小与根表铁膜数量密切相关,铁膜以Fe3+ 形态为主。本文根据水稻根表铁膜数量,探讨了一种测定水稻根系氧化力的新方法。首先,在水稻根系所在溶液中加入定量硫酸亚铁(Fe2+),处理1天后,水稻根系将一部分Fe2+ 氧化成Fe3+,剩余Fe2+ 用H2O2滴定,得滴定值A。然后,用H2O2滴定没有种植水稻的硫酸亚铁溶液,得滴定值B。根据不种植与种植水稻H2O2的消耗量,滴定值之差(B-A),即为水稻根系氧化力。该方法要求Fe2+ 浓度大于0.8 mmol/L,过氧化氢消耗量与Fe2+ 浓度成正比(R2 = 0.999 2)。测定过程中,应先加显色剂邻菲罗啉,然后加入磷酸。该方法在不损伤水稻根系情况下可定量测定水稻根系氧化力。 相似文献
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水稻镉安全材料分蘖期根部镉积累分布特征 总被引：3，自引：2，他引：1