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铵硝营养对高粱根系细胞膜质子泵的影响被引量：4: 2015年; 【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。; 魏天娇周金泉张明超魏志军朱毅勇; 关键词：高粱

硝/铵营养对香蕉生长及其枯萎病发生的影响被引量：11: 2013年; 通过水培试验,研究了不同硝/铵配比对香蕉生长及其根际尖孢镰刀菌侵染的影响。结果表明,1)铵硝混合营养对香蕉生长的效果优于单一营养,尤其是在75%硝态氮+25%铵态氮处理下香蕉生长最好,叶片中氮、磷、钾含量也最高;2)香蕉根际pH在100%铵态氮处理时最低,随着硝态氮比例的增加,pH逐渐上升;3)接种尖孢镰刀菌后,根际病原菌数量在100%铵态氮处理时最多,但是在根系细胞内却没有检测到,相反,随着硝态氮比例的增加,虽然在根际中检测到的病菌数量有所降低,但是在根系内均发现存在病原菌。本研究结果说明,相对于铵硝混合营养,全铵营养会导致香蕉生长受到一定的影响,但是却能够防止香蕉尖孢镰刀菌侵染进植物根系。由于在离体培养时,全铵可以抑制尖孢镰刀菌穿透植物细胞壁的过程,因此全铵培养植物时,其根部质外体及细胞中铵态氮浓度高很可能是抑制病原菌侵染的主要原因。; 张茂星张明超陈鹏阮云泽朱毅勇沈其荣; 关键词：硝态氮香蕉枯萎病尖孢镰刀菌

水稻根系细胞膜质子泵在氮磷钾养分吸收中的作用被引量：9: 2016年; 水稻是我国最重要的粮食作物,其产量的形成与养分的吸收密切相关。氮、磷、钾是植物最重要的三种营养元素,它们在根系的吸收和转运直接影响养分的利用效率。植物细胞膜质子泵能够将细胞质中的H^+泵出细胞,在细胞膜内外形成H^+浓度梯度,建立膜电位,并形成质子驱动力,从而为各种养分离子的跨膜运输提供动力。本文综述了近年来关于水稻根系细胞膜质子泵在铵态氮、磷酸盐和钾离子吸收中的作用机理,为水稻养分利用效率的提高提供理论依据。; 许飞云张茂星曾后清朱毅勇; 关键词：水稻氮磷钾

硝/铵营养对香蕉枯萎病尖孢镰刀菌生长的影响被引量：7: 2013年; 通过室内平板培养,研究了不同硝/铵配比的氮源,以及不同的pH对香蕉枯萎病尖孢镰刀菌生长的影响。结果表明:1)在所有不同硝/铵配比处理中,低pH(pH=4)均抑制尖孢镰刀菌的生长。在相同pH值条件下,100%铵态氮处理中尖孢镰刀菌的生长受到明显抑制,其菌落直径均小于4 cm;2)在不同浓度铵处理后,尖孢镰刀菌的生长在铵态氮大于5 mmol/L时受到强烈的抑制;3)通过模拟植物细胞壁被尖孢镰刀菌侵染并穿透的过程中发现,尖孢镰刀菌在100%铵态氮处理下不能穿透赛璐膜。本研究结果说明,铵态氮能够控制香蕉尖孢镰刀菌的生长,并抑制其侵染穿透寄主细胞壁。; 张茂星陈鹏张明超阮云泽李荣朱毅勇沈其荣; 关键词：硝态氮香蕉枯萎病尖孢镰刀菌

氮肥形态对香蕉种植土壤中氨氧化细菌与古菌的影响被引量：4: 2015年; 氨氧化微生物通过影响氮素在土壤中的转化而间接影响作物对不同氮素形态的吸收。因此,本实验采集了海南省种植香蕉的滨海土壤,通过施用硫酸铵和硝酸钙,研究了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的数量与群落的变化,并测定了香蕉的生长与氮营养状况。通过构建氨氧化细菌和古菌的功能基因amo A文库后发现:施用硫酸铵的土壤中AOB的amo A基因拷贝数显著高于施用硝酸钙的土壤和不施肥的土壤,而AOA的拷贝数低于硝酸钙与不施肥处理。但是氨氧化古菌AOA的绝对数量都高于AOB。施用硫酸铵的土壤中AOB的群落多样性和丰富度明显增加,而施用硝酸钙的土壤却没有发生显著变化。施用硫酸铵和硝酸钙的土壤中AOA群落结构相似,但丰富度和多样性均高于不施肥处理。从施肥效果看,相比硫酸铵,硝酸钙显著提高了香蕉植株的生物量和全氮含量。上述结果表明,在南方酸性土壤中AOA占优势,虽然施用铵态氮肥可以促进AOB的丰度与多样性,但是很可能会抑制AOA的数量。因此,在海南滨海土中施用铵态氮肥后,通过硝化作用以满足香蕉吸收硝态氮的需求达不到理想的效果,应直接补充硝态氮肥来促进香蕉生长。; 魏天娇魏志军陈鹏阮云泽朱毅勇; 关键词：香蕉氨氧化细菌氨氧化古菌硝酸钙

不同氮素营养形态对香蕉生长及其根系质子泵活性的影响被引量：7: 2015年; [目的]研究不同氮素营养形态(不同比例NH+4/NO-3)对香蕉生长及根系质子泵活性的影响。[方法]在温室中水培巴西种香蕉(Musa AAA Cavendish cv.Baxi),设置5个处理:100%硝态氮处理(100%N);75%硝态氮和25%铵态氮处理(75%N+25%A);50%硝态氮和50%铵态氮处理(50%N+50%A);25%硝态氮和75%铵态氮处理(25%N+75%A);100%铵态氮处理(100%A)。测定香蕉的生物量和N、P、K、Ca、Mg养分含量,并分离根系细胞膜,测定质子泵活性,建立植物生长状况与质子泵活性之间的联系。[结果]铵硝混合营养比单一的铵态氮或硝态氮营养对香蕉生长具有更好的生长效果,其中以50%硝态氮+50%铵态氮处理中香蕉植株的生物量最大,植物体内养分含量也最高;香蕉根际p H值与不同比例NH+4/NO-3有关,在100%铵态氮处理时最低,随着硝态氮比例的增加,p H值逐渐上升;香蕉根系细胞膜质子泵活性在100%铵态氮处理时最高,随着硝态氮比例的增加,质子泵活性逐渐降低。[结论]质子泵活性既与营养液中的不同比例NH+4/NO-3有关,也受到铵态氮或硝态氮吸收后根际p H值变化的影响。质子泵活性过高与过低都是植物生长受到外界胁迫后的一种应答,或是总体生长状况不良的一种反应。相反,质子泵活性处于一个相对稳定的适中状态才说明植物处于一个最佳的生长状态。; 陈鹏张茂星张明超刘赣朱毅勇; 关键词：铵态氮香蕉质子泵根系

高粱分泌硝化抑制物对羟基苯丙酸与质子泵的关系研究被引量：3: 2015年; 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。; 周金泉张明超魏志军胡军朱毅勇; 关键词：高粱

细胞膜质子泵基因超表达促进水稻种子萌发被引量：1: 2012年; 构建了质子泵基因OsA8(AJ440219)超表达的水稻株系(OE1),以其T2代种子为材料,研究细胞膜质子泵基因超表达对种子萌发的影响。结果表明,质子泵超表达的种子不仅发芽速度快,而且初生根生长也比野生型快。鉴定了OsA8及其他质子泵基因在转录水平上的表达差异,并通过两相分离法纯化了初生根系质膜的H+-ATPase,检测其活性。通过蛋白质免疫杂交技术分析比较超表达的水稻株系与野生型水稻根系H+-ATPase酶蛋白浓度的差异。结果显示,超表达材料根系OsA8基因的表达量高于野生型,其单位膜蛋白中质膜H+-ATPase蛋白的浓度也显著高于野生型,因而其根系质膜H+-ATPase活性高于野生型。超表达材料OE1的种子萌发速率和初生根的生长速率均快于野生型的主要原因很可能就是质子泵基因OsA8在OE1水稻种子中超量表达所引起的下游生理效应。; 刘赣张明超曾后清朱毅勇孙淑斌徐国华; 关键词：水稻萌发

SWEET蛋白家族研究进展被引量：8: 2014年; SWEET是新发现的一类具有7次跨膜?-螺旋的糖运输蛋白,它们由2个重复的具有3次跨膜?-螺旋的MtN3 motif和一个起连接作用的跨膜?-螺旋组成.SWEET广泛存在于真核单细胞生物、高等植物以及动物中.它们在生殖发育、植物与微生物的相互作用、植物的逆境反应及衰老等许多方面起重要作用.最近的研究显示,原核生物中存在与真核生物SWEET类似的、只含有一个3次跨膜?-螺旋的蛋白,这些蛋白属于MtN3或PQ-Loop家族.从慢生根瘤菌中克隆的SWEET同源蛋白BjSemiSWEET1和已经鉴定的部分真核生物SWEET蛋白一样具有运输蔗糖的能力,这个结果与其他相关研究一起暗示真核生物7次跨膜?-螺旋的糖或氨基酸运输蛋白可能由原核生物中3次跨膜?-螺旋的小分子蛋白通过复制或横向基因转移融合进化而来,并且它们在行使功能时可能形成和其他许多膜转运蛋白相似的、具有12次跨膜结构的功能单位.对SWEET的研究将为揭示多种生命现象提供重要线索.; 玄元虎朱毅勇胡一兵; 关键词：SWEET 转运蛋白

高粱在不同氮源处理下分泌生物硝化抑制剂的差异被引量：8: 2012年; 高粱根系能分泌抑制土壤亚硝化细菌的物质,称为生物硝化抑制剂。在铵态氮存在时,这类物质会大量分泌,而以硝态氮为氮源时则分泌很少。目前还不清楚,这是因为不同氮素代谢的差异所引起的,还是根系吸收铵态氮后根际酸化影响了硝化作用。因此本研究通过砂培试验,用铵硝营养处理高粱根系,并且控制pH,最后收集根系分泌物,利用一种荧光标记的亚硝酸细菌来测定高粱分泌的硝化抑制剂活性,计算其分泌速率。结果发现,铵态氮是导致根系大量分泌硝化抑制剂的主要原因,并且在根际pH<6时,硝化抑制剂的活性与分泌速率随着根系分泌氢离子数量的增加而增强。研究表明,铵态氮营养下高粱根系分泌生物硝化抑制剂高于硝态氮营养可能是高粱根系保护根际铵氧化,提高氮素利用率的一个重要生理机制。; 张莹张明超朱毅勇王火焰; 关键词：高粱氮 PH

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教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-11-0672)

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