全 文 ：第 1 卷 第 3 期
1 9 8 8 年 6 月
林 业 科 学研 究
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3
1 9 8 8
杨树苗木叶硝酸还原酶活力的初步研究 *
刘雅荣 王世绩 周国璋 苏梦云
(中国林业科学 研究院林业研究所 ) (中国林业科学研究院 亚热带林 业研究所 )
关健词 杨树 ; 峭酸还原酶
硝酸还原酶是植物体内氮素代谢的关键酶 。 植物从外界环境中吸收的硝酸盐需要经过一
系列酶促反应才能转化成髯基酸和蛋白质 , 以供生长需要 。 硝酸还原酶是这个代谢过程中的
第一个酶 , 也是个限速酶 , 其活力的高低与植物同化 N 0 3一N 的能力和速度有直接关系。 汤玉
玮等的研究发现 , 硝酸还原酶活力与作物的耐肥性呈负相关{ ’1 , 并在综述 国内外有关研究文
献中指出 , 该酶可以做为作物育种和营养诊断的生化指标 〔2 〕。
在园艺和林木栽培方面 , 国内外研究者也开展了一些肴关硝酸还原酶的研究工作【, 一 , , , 。
周国璋等对杉木的研究结果表明 , 硝酸还原酶活力与杉木生长速度有密切关系 I‘, 。
杨树是一个对氮肥反应十分敏感的速生树种。 其无性系种类繁多 , 生长差异很大 , 是研
究硝酸还原酶活力与生长相关性的理想材料。 木课题研究的目的 , 在于探讨利用硝酸还原酶
及其它有关生理生化指标 , 作为杨树育种与营养诊断指标的可能性 。 本文仅报道有关硝酸还
原酶试验的初步结果 。
一 、 材料和方法
以温室 内水培和苗圃地 插 条 繁 殖 的 一 年 生 苗 木 为 材 料。 ,异: 种有 1 一69 杨 p oP 以us
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R e h d ; 美 小 杨 P . 力19 ; a v a r . ita l‘c a X P . 5 1二 o n ii C a rr ; 小 黑 杨 P 。 5 1沉o n ii C a r r 火 P .
。 fg , a L . ; 合作杨P . X O p e , a H s泛: 群众杨P · “ po p o la ; 15 H s心和小叶杨 P . 5 1二o n ii C a r r 。
本试验参照陈薇 、 张德颐和苏梦云 、 周国璋的方法 [“ ’‘] 3绷于。 当苗木具有十个 以上叶 片
时 , 开始进行硝酸还原酶活力的测定。 采集叶样后立即带回试验室 , 将叶柄插入水中 , 在水
中剪去叶柄华部 , 用塑料薄膜罩起 , 在黑暗条件下保湿 、 平衡 4 小时 , 再用25 m M K N O 。溶
液浸泡 , 于 2 0 0。一 3 o0 L x 的日光灯下诱导 12 小时 , 进行测定。 首先将叶片洗争 , 擦 干 , 除
掉顶部、 华部及主脉。 称取叶样 0 . 19 , 剪成0 . 5一 1 . oc m “小块 , 放到 50 m l烧杯底部 , 盖 上
一层稍大于烧杯底的尼龙网 , 上面压一个玻璃试剂瓶塞 。 加入含 O . IM K N O : 、 3 % 正 丙 醇
的O . IM 、 p H 7 . 5磷酸缓 冲液的反应 液sm l, 反复抽真空 , 在温度 25 ℃左右、 黑暗条件下保温 1
小时 。 经 18 0转/ 分振荡 2 分钟 tej , 吸取 lm l反应液 , 加入 l% ([V / 「)磺胺 和 0 . 2写 Q一茶 胺 各
。。 5 m l, 混合摇匀 , 扑止 15分钟后 , 用7 21 型分光光度计在 5 4 o n m 处测光密度 。 从标准曲 线
本文 于19 8 7年 1 2 JI 11 11收到 。
. 刘启实同志参加部分试验工作。
3 期 刘雅荣等 : 杨树苗木叶硝酸还原酶活力的初步研究 3 4 1
查得N O : 一含量 , 以N O : 一终M厂h/ g (鲜重 )表示酶活力。
二 、 结 果 分 析
(一 ) 不同叶顺序和叶龄对硝酸还原醉活力的影响
1
. 叶的 顺序 晴天上午 9 时 , 、以顶部展开叶为始 , 依次向下取样 , 测定在水培条 件 下
生长的苗木不同叶顺序的叶硝酸还原酶活力 。 测定前 , 叶片未经 K N O 。诱导 , 试验结果见图
l o
由图 1 看出 , 刚刚展开的幼叶(叶顺序 1 )的酶活力很低 , 随着叶顺序的增加 , 酶活力逐
渐升高 , 以发育成熟而又未老化的功能叶的硝酸还原酶活力最高 (叶顺序 7 一 9 ) 。
2
. 叶龄 以北京杨为例(表 1 ) , 在田间生长的苗木 , 叶龄 5 天硝酸还原酶活力最低 , 仅
3
.
3孙 m o1 N q 一 / g ·h , 叶龄39 天酶活力最高 , 达 6 . gl p m ol N q 一/ g. h , 85 天以上的叶龄叶酶
活力下降到3 . 8恤mo lN O : 一 / g. h
。 以上试验结果可作为今后研究硝酸还原酶取样的依据 。
表 1 北京杨不同叶龄叶的硝酸还原醉活力
(件m o lN o 妄/ g · h )
曰 , . . . . . . . . . . . . ‘臼奋,丫竺二{ 5 1 3马 ⋯ 8 5 { 1 1。
北 京 。 ⋯ 3一 1 6一 ⋯3一 } 3一· 数值 为三次盆复的平均值 。
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图 1 不同叶顺序的叶硝酸还原醛 活力 图 2 不 同p H 值反应液中 I 一阳杨 、群众杨叶硝酸还原醉活力
(二 ) 碑 值对硝酸还原阵活力的影晌
p H值影响酶的稳定性。 过高或过低于最适 p H 值时 , 都会钝化或破坏酶的活力 。 许多研
究者的试验证明 , 硝酸还原酶反应的最适 p H值为7 。 4t 3、。 本试验结果表明 (图 2 ) , I 一69 杨
和群众杨反应液最适p H值为7 . 5一 8 、O。
3 4 2 林 业 科 学 研 究 1 卷
(三 ) 不同 . 官的鹅破还原 . 活力比较
据文献报道 , 硝酸盐的同化或硝酸还原作用存在于许多植物的根部 组 织中 I‘艺, 。 H ew it
指出【. 】, 硝酸还原酶位于叶绿体外 , 由细 胞质 核蛋白体合成 。 我们的试验结果表明 , 田 间 苗
木未经 K N O 。诱导 , 杨树叶片 、 叶柄以 及 茎 的皮部组织中均有硝酸还原酶存在 。 以合作杨
为例(图 3 ) , 硝酸还原酶活力以苗干上部叶最高 , 达 1 . 1 8 5协m ol N认一 / g ·h , 中部叶次之 ,
i
。
0 3 7“m o lN o z 一 / g · h , 下 部 叶 最 低 , 为 0 . 5 4 5“m o lN O犷 / g ·h 。 但是 , 在叶柄和茎 的皮
部组织中 , 硝酸还原酶活力的分布趋势则根反 , 上部的酶活力最低 , 分 另;J为 0 . 3 8 2 、 。. 6 8 8卜
m o lN O厂/ g · h , 中 部 次之 , 达 0 . 5 1 5 、 0 . 7 8 3“ m o 1N 0 2 一 / g . h , 下 部 最 高 , 达 0 . 6 7 2 、
0
.
8 5 6“m ol N 0 2 一/ g · h 。 叶片硝酸还原酶总活力占苗木地 上部分总活力的 67 . 6一 6 9 . 3 % , 茎
的皮部组织占总活力的26 . 6一2 8 . 5% , 叶柄占总活力的 4 , 1一5 . 7 % 。
(四 ) 硝酸还原醉活力的攀节变化
从 6 月 3 日至 9 月26 日, 在 田间生长的条件下 , 测定了几种苗木的生长节律和叶片硝酸
还原酶活力。 试验结采表明(图 4 ) , 硝酸还原酶活力的季节变化趋势与苗木生长速度的变化
同步进行。 除群众杨以外 , 均以 7 月 16 日的酶活力最高 , 此时正值苗木生长速度 最 快 的时
期 , 8 月 2 5 日生长速度下降 , 酶活力亦降低 , 9 月 26 日苗木顶芽封闭 , 停止了高生长 , 此时
酶活力降至最低点 。
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图 3 合作杨不同器官 中的硝盆还原璐活力 图 . 不 同扬树苗木叶确酸还原井 活力的季节变化
3 期 刘雅荣等 : 杨树苗木叶硝酸还原酶活力的初步研究 3 4 3
三 、 讨 论
酶是由基因决定的 , 具有遗传性 , 直接影响植物体的生长和发育。 因此 , 研究硝酸还原酶
与林木营养体生长的相关性和作为新品种遗传性状早期测定的生化指标 , 是一个很有吸弓}力
的想法。 但是 , 据已有的文献资料报道 , 不同学者之所以得出不一致的、 甚至完全相反的结
论 〔’, 2 1 , 可能与生物产量的形成 , 遗传潜势和多种环境因子的控制有关 。 因此 , 单纯利 用一
个酶活力作为指标 , 未免过于简单化了 。 我们的初步试验结果表明 , 硝酸还原酶广泛分布在
一年生杨树苗木的地上部分 。 用体内法测得不同组织硝酸还原酶活性 , 以叶活性最高 , 占地上
部分总活性6 7 . 6一69 . 3 % , 而功能叶活性比老叶、 幼叶高 , 在整个生长季节中 , 7 月分活性
最高 , 9 月末活性降低。 由于在田间条件下 , 不同杨树无性系或同一无性系内的不同个体 ,
其硝酸还原酶活力的变异较大 , 试验重复性较差 , 有待于今后改进测定方法和控制苗木的培
养条件 。 如将硝酸还原酶活力与整个氮素代谢水平联系起来分析 , 可能更有助于达到预期的
目标 , 这也是我们下一步需要继续探索的课题 。
参 考 文 做
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m e t a b o lis m i n C a th a r a 刀 rho s r o se u s d e p e n d in g o n d iffe r e n t n it r o g e n s o u r e e s
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C a n
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Ph y s io l
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:
6 7 5一6 8 0 .
3 4 林 业 科 学 研 究 1 卷
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(T he R e se a r e h I o s t‘tu te o f s “6 , r o p ‘e a [ F o r e s , r , C A卢’ )
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N itra te re d u e ta s e a e tiv ity o f s e ve ra lPo Pla r e lo n e s w e re s tu d ie d u n d e r th e
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a e tiv ity w a s m 而m u m in th e y o u n g Ie a v e s , w h ile m a x im u m in th e m a t u re b u t
no s en e sc e n e e Ica ve s
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