水稻氮素循环的生理生化研究

在光照充足的条件下，无机氮的同化效率较高回收植物内的同化物是决定许多作物产量和质量的最重要的过程。水稻叶片和小穗发育过程中氮的主要来源是通过韧皮部从衰老器官中重新吸收的氮特别是，衰老的叶片是氮的主要来源;它们为发育中的小穗提供了大约一半的氮(图17.1)。这个复杂的过程氮循环从衰老器官到发育器官，是决定水稻产量和品质的重要因素。氮循环至少包括以下四个主要步骤:

1.降解含氮大分子，如二磷酸核酮糖羧化酶叶绿素，在衰老过程中;

2.将水解氮转化为化合物，在衰老器官中运输;

3.氮经由韧皮部的长距离运输;而且

4.再生利用运输氮在发育器官许多生物合成反应。

第一步，例如RuBisCO的降解机制，目前基本上是未知的。在水稻叶片2或小麦叶片的自然衰老过程中，RuBisCO的降解先于叶绿素的分解，这表明RuBisCO可能在叶片中被水解叶绿体．尽管叶绿体中蛋白水解酶的存在没有明确的报道，但最近的研究发现，活性氧将RuBisCO大亚基分解为两个多肽4，这可能是理解RuBisCO在叶绿体中降解机制的线索。在水稻韧皮部液中，谷氨酰胺和由谷氨酰胺合成的as-paragine是氮的主要形态因此，谷氨酰胺的合成在衰老器官中是重要的，而转运的谷氨酰胺在发育器官中是必要的。谷氨酰胺合成酶(GS;

EC 6.3.1.2)和谷氨酸合成酶(GOGAT)是在植物中合成和利用谷氨酰胺的候选酶。在许多植物中，GS有两种同工酶:位于细胞质(GS1)中的次要同工酶5,6和叶绿体(质体)基质中的主要同工酶(GS2)。至于GS，在绿色和非绿色组织中都发现了两种GOGAT分子，5,6一种需要NADH作为还原剂(NADH-GOGAT;EC 1.4.1.14)和另一种需要还原铁还蛋白(Fd- GOGAT;EC 1.4.7.1)。在叶片中，这两种GS同工酶和两种GOGAT具有不同的功能。对缺乏GS28或fd - gogat9,10突变体的优雅研究表明，GS2和fd - gogat9,10的主要作用是叶绿体间质中的基因的再同化铵离子由光呼吸释放。由于突变体能够在非光呼吸条件下正常生长，叶片中的8-10 GS1和NADH-GOGAT可能在谷氨酰胺和谷氨酸的合成中起重要作用，以促进正常生长发育。

继续阅读:水稻根中铵离子的初级同化

这篇文章有用吗?

0 0