全 文 ：冰草属牧草硝酸还原酶的活性与其产量营养的关系
马瑞昌　宋书娟　喻梅辉
(新疆农业大学畜牧学院 , 乌鲁木齐　830052)
【提要】　试验选择 7 种冰草属牧草为研究对象 ,测定硝酸还原酶的活力 ,并与大田栽培试验的
同种牧草生产性能 、营养成分测定结果进行分析 ,证明硝酸还原酶的活力作为生理指标之一可以正
确的反应牧草品种的品质和产量 ,是一项筛选优良牧草品种的重要的生理指标 ,为禾草施氮提供了
科学依据。
关键词:　硝酸还原酶　活力　冰草属牧草
中国图书资料分类号:S543
Research on Relationship Between Nitrate Reductase Activity and Nutrient Condition
in Forage Grasses.Ma Ruichang , Song Shujuan , Yu Meihui(X injiang Agricultural
Universi ty , Urumqi.830052):Grassland of China , No.2 , 1998 , pp.52 ～ 54 , 58.
Nitratc Reductase (NR)is a key enzyme in the nit rogen metabolism of plants.In this
experiment , 11 species of Ag ropy ron were selected as objects of the study.The activity
of NR was measured and associated w ith the results in field.The result show ed:the
qualities and yield of a certain species can be w ell ref lected by the activity of NR.NR is
also a priminent reference in selecting fine forage in breeding prog rams.Meanwhile , this
experiment provide a scientific base for ni trogen fertilizer application in forage g rasses.
Key words:　Nitrate reductase , 　Activity , 　Agropy ron species
　　销酸还原酶是植物氮代谢中的关键性
酶 ,植物吸收的硝酸根离子 ,在该酶的催化下
使 NO-3 还原成 NO-2 , 其反应为:NO-3 +
NADH+H+※NO-2 +NAO++H2O 。植物
体内硝酸还原酶活力的高低 ,直接影响到土
壤中无机氮的利用率 ,从而对农作物的产量
和质量发生影响 。在作物栽培中 ,有人把硝
酸还原酶活力作为作物营养指标之一;在作
物育种方面 ,往往品质好 、产量高的品系具有
高的硝酸还原酶活力 ,所以测定硝酸还原酶
活力也成了选种的重要指标之一。此外 ,在
理论研究中 ,特别是在代谢途径和调节酶的
合成机理等方面 ,硝酸还原酶被作为重要的
研究对象。近年来 ,硝酸还原酶活性的研究
多在农作物上 ,对牧草硝酸还原酶活性进行
研究的报道还未看到 ,为此 ,我们以 7种冰草
为禾本科牧草的研究对象 ,通过测定硝酸还
原酶的活力并与大田试验的冰草所表现的生
产性进行比较 , 试图提供简易快速筛选优
作者简介:马瑞昌 ,男 ,副教授 , 1941年生 , 1965年毕业
于内蒙古农牧学院草原系 , 多年来主要从事草原管理的教
学与科研工作 ,已发表论文数篇 ,出版专著 1部。
收稿日期:1997-06-26;修改稿 1997-12-18收到。
中 国 草 地
Grassland of China
　　1998 , No .2 , pp.52 ～ 54 ,58　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
良牧草品种的方法。
1　材料与方法
1.1　材料
被测样品为引种筛选的冰草属的 7种牧
草 , 它们分别 是:蓖穗冰 草(Agropyron
pect inatum )、 沙 芦 草 ( Agropyron
mongolicum )、 诺 丹 冰 草 (Agropyron
desertorum Nordan)、萨米特冰草(Agropyron
desertorum Summit)、航道冰草(Agropyron
cristatum)、野 生 新 麦 草 (Psathrostachys
juncea)、冰草(Agropyron cristatum)。经
1986 ～ 1988年的大田引种试验 ,这些品种在
年降水量 230mm 旱作栽培条件下多数生长
良好 ,生产性能高 ,为优良性状较为突出的牧
草 ,对改良干旱半干旱草场有重要的推广价
值。试验地位于乌鲁木齐老满城实验农场 ,
海拔 850m ,冬季有积雪覆盖 ,春季升温快 ,蒸
发量大 ,夏季炎热 ,秋季迅速降温 ,年平均气
温 6.5℃,年极端最高气温 38.5℃,年极端最
低气温为-41.5℃, >10℃的年积温 3255 ～
3853℃,年平均降水量 230mm 左右 ,年蒸发
量2570mm ,无霜期 150d 左右 ,土质为荒漠
灰钙地土 ,肥力中等 。选用上述品种种籽按
常规方法在室内发芽箱发芽 ,条件控制在
28℃,幼苗在光条件下培育 , 光照强度为
2500只烛 ,每天光照 12h ,发芽至第 9d改为
培养在含 50mMKNO3 溶液中 ,以诱导牧草
硝酸还原酶的生成 ,发芽至第 10d开始测定。
1.2　方法
1.2.1　试剂
1.2.1.1　磷酸缓冲 0.2mM pH =7.4的磷
酸盐
a液:0.2M NaH2PO4 ,取 NaH2PO427.8g
配成 1000ml;
b 液:0.2M Na2HPO4 , 取 Na2HPO4 -
12H2O71.7g 配成 1000ml;临用时取 a 液
16ml 、b液 84ml混合用蒸馏水稀释至 200ml。
1.2.1.2　对氨基苯酸
取 1g 对氨基苯磺酸加 25ml浓 HCl ,用
蒸馏水稀释至 100ml。
1.2.1.3　α-萘胺
0.2gα-萘胺加冰醋酸 25ml ,用蒸馏水
溶至 1000ml ,然后吸取 5ml ,再用蒸馏水稀释
到 1000ml ,此液即为 5μg/ml的 P.B标准液 。
1.2.2　测定步骤
基本上按照陈薇的测定法进行 ,并略作
修改:样品发芽至第 7d剪下植株切成 1cm ,
精确称取 0.2g 切段置于 50ml三角瓶中 ,加
pH为 7.4P.B5ml 、0.2M KNO3 溶液 5ml ,箱
中作用 30min ,取出摇匀 , 立即吸取培养液
5ml ,加对氨基苯磺酸 4ml ,α-萘胺酸 4ml摇
匀 ,置 35℃温箱中反应 30min ,在 540nm 下
测光吸收值。
1.2.3　硝酸还原酶活力计算
硝酸还原酶活力单位定义是:1g 鲜草在
pH为 7.4的磷酸缓冲液中(内含 KNO3)温
度 25℃、暗室条件下用 30min内能产生 1μg
亚销酸为 1个硝酸酶活力单位 。
测定时先作标准曲线图 ,被测样品在相
同条件下测山区 ,求得 O.D值 ,从标准曲线
中即可查得酶活力单位数值。
2　试验结果
通过上述大田栽培试验和采用生化测定
硝酸还原酶活力相比 ,有如下结果:
2.1　活力单位
见表 1。
表 1　供试牧草硝酸还原酶活力单位
编　号 牧 草名 称 活力单位
1 沙 芦 草 17.5
2 蓖 穗冰 草 15.0
3 萨米特冰草 15.0
4 冰 草 13.0
5 航 道冰 草 12.5
6 诺 丹冰 草 10.0
7 野生新麦草 8.5
53第 2期　　　　马瑞昌　宋书娟　喻梅辉　　冰草属牧草硝酸还原酶的活性与其产量营养的关系
表 2　供试牧草生产性能　(单位:kg/ hm2 , cm)
编号 名　称 1988 1989株高 鲜草产量 干草产量 干叶率 株高 鲜草产量 干草产量
鲜　草
再生草%
平　　均
鲜草产量
平　　均
干草产量
1 沙 芦 草 52.0 12825.0 3205.5 56.5 74.4 18891.0 9067.5 89.9 15858.0 6136.5
2 蓖 穗冰 草 47.0 14782.5 4285.5 65.5 75.5 21000.0 8400.0 89.6 17891.3 6342.8
3 萨 米 特 53.2 12405.0 3721.5 63.3 72.8 16641.0 8320.5 95.4 14523.0 6021.0
4 冰 草 44.0 13333.5 4533.0 70.6 74.0 18375.0 7350.0 88.9 15854.3 5941.0
5 航 道冰 草 50.0 16350.0 4578.0 60.7 68.6 15741.0 6973.5 82.1 16045.5 5594.3
6 诺 丹冰 草 11334.0 4635.0 72.6 50.9 11601.0 6610.5 88.1 11467.5 5217.5
7 野生新麦草 59.3 8745.0 2248.0 78.6 115.6 21795.0 5800.5 64.5 15274.0 4710.8
表 3　供 试牧草营养分析含量(%)
编号 名　称 生育期 水分 粗蛋白质 粗脂肪 粗纤维 无氮浸出物 灰分 Ca P
1 蓖穗 冰 草 开　花 9.88 12.47 2.59 25.77 42.87 6.43 0.52 0.257
2 萨 米 特 开　花 10.43 16.62 4.35 22.86 38.90 6.84 0.57 0.249
3 航道 冰 草 开　花 8.39 13.49 4.30 23.37 44.47 5.98 0.35 0.232
4 沙 芦 草 开　花 8.15 15.23 4.52 26.87 40.20 5.11 0.45 0.249
5 野生新麦草 开　花 9.97 13.37 3.24 25.22 39.85 8.35 0.63 0.252
6 诺丹 冰 草 开　花 8.59 16.12 5.75 23.78 40.18 5.58 0.49 0.626
7 冰 草 开　花 9.26 14.45 9.71 20.50 40.42 5.57 0.41 0.237
2.2　大田栽培试验结果
结果见表 2。
2.3　营养分析结果
结果见表 3。
冰草属牧草粗蛋白质含量均在 12.4%
～ 16.8%之间 ,其中最高的是沙芦草 、萨米
特 、航道冰草。
2.4　硝酸还原酶与产量 、粗蛋白质含量的关
系
将测定的冰草产量 、粗蛋白质含量与硝
酸还原酶活力作图(图 1),兼顾产量和质量 ,
其优良性状突出的牧草有蓖穗冰草 、萨米特
冰草 、沙芦草 、航道冰草 、诺丹冰草 。从上述
两种试验方法的对比结果看 , 硝酸还原酶活
图 1　冰草产量 、粗蛋白质含量与硝酸还原酶活力的关系
(下转第 58页)
54 　　　　　　　　　　　　　　　　　中　　国　　草　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年
物种 ,但它无疑是对分子水平研究结果的有
力佐证 ,也是对采用传统的植物学和细胞遗
传学研究方法的重要补充。据报道[ 3] ,过氧
化物酶是广泛存在于植物体内的重要保护酶
类 ,由单基因控制 ,不同基因产生了功能完全
相同的同工酶 ,虽在植物的不同部位和不同
发育时期可能出现多种同工酶酶谱 ,但其对
底物 H2O2 的要求是相同的 ,且这些酶在一
定部位和不同发育时期具有相对稳定性 。因
此 ,过氧化物酶同工酶在一定程度上反映了
品种间的遗传差异 ,用其作为品种鉴定的指
标具有一定价值 。本文对两个同工酶的检测
表明 ,勒代诺白三叶的过氧化物酶和酯酶同
工酶酶谱都与其它品种间有明显差异 ,证明
其遗传基础存在明显差异;勒代诺白三叶在
过氧化物酶与酯酶同工酶两位点已形成自身
独特的遗传结构。
5　参考文献
1　吴文瑜.植物同工酶的研究和应用.武汉植物学研究 ,
1990 , 8(2):183～ 188
2　陈世龙等.内蒙古东部地区不同类型草原中羊草的同工
酶研究.中国草地 , 1994 ,(6):47～ 50
3　梁慧敏 ,孙吉雄.几种暖季型草坪草过氧化物酶同工酶
分析.中国草地 , 1996 ,(4):40～ 42
4　刘芳等.普通小麦和华山新麦草及其属间杂种 F1 同工
酶分析.作物学报 , 1992 , 18(3):167～ 174
5　Xian Kai Dai et al.Genetic diversity of six isozyme loci in
cultivated barley of tibet.Theor Appl Genet , 1989 , 78:
281～ 286
(上接第 54页)
力单位的高低 ,反应牧草产量 、营养价值 、生
产性能在品种间的差异是显著的 ,这种差异
与大田栽培实验结果相符 。大田试验反应生
产性能高的 ,其硝酸还原酶活力单位也高 ,硝
酸还原酶活力低其大田试验结果反应生产性
能也低 ,这说明硝酸还原酶活力单位可以正
确的反应牧草品种的品质和产量。特别是在
干旱地区 ,因硝态氮比铵态氮更易被吸收 ,这
一结果更有实践意义 。
从两种对比试验当中还可以看出 ,凡是
含氮高的禾草或者说利用氮肥效率高的禾
草 ,其硝酸还原酶活力也高。因此 ,测定禾草
硝酸还原酶活力单位可以评价禾草的营养价
值 ,筛选含氮高的禾草品种 ,也为禾草施氮 、
加速硝酸同化氨基酸速度 、提高牧草的产量
和营养价值提供了科学依据。
3　结论
3.1　硝酸还原酶活力的高低可以正确的反
应牧草品种的品质和产量。测定结果表明 ,
航道冰草 、萨米特冰草 、冰草 、沙芦草的硝酸
还原酶活力单位高 ,均在 12.5 ～ 17.5之间 ,
适宜在干旱地区推广 、补播 、改良干旱半干旱
草场 。其中 ,诺丹冰草 、蓖穗冰草 、航道冰草 、
沙芦草 、萨米特冰草再生能力很强 ,前期产量
占全年总产量的 86.5%左右 ,硝酸还原酶活
力单位在 12.5以上 ,很适宜在中生态环境混
播。
3.2　栽培试验结果表明 ,硝酸还原酶活力的
高低是牧草选种 、引种的重要生理指标之一 ,
是筛选优良牧草品种的一种重要方法。
3.3　两种试验方法的对比结果证明 ,硝酸还
原酶活力的高低为禾草施氮提供了科学依
据。
4　参考文献
1　李豪哲.水稻硝酸还原酶活力与其产量品质的关系.植
物生理学通讯 , 1985 ,(5)
2　宋书娟.旱作地禾本科牧草引种筛选初报.新疆八一农
学院学报 , 1992 ,(3)
58 　　　　　　　　　　　　　　　　　中　　国　　草　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　1998年