植物葉片中游離氨基酸的測定及其對大氣氮沉降的響應(yīng).pdf

1、氨基酸（amino acids）是植物氮代謝過程中重要的代謝產(chǎn)物，以游離態(tài)、多肽和蛋白質(zhì)形式存在，研究發(fā)現(xiàn)苔蘚組織中游離氨基酸（FAA）僅占總氮含量的2％左右，但FAA不僅是苔蘚重要的氮源，而且可以通過調(diào)節(jié)代謝平衡，保證逆境環(huán)境下植物的生存。苔蘚并沒有真正意義上的根，主要依靠吸收大氣沉降來獲得必需的營養(yǎng)，因此往往把苔蘚總氮含量（TN）作為大氣氮沉降指標(biāo)，F(xiàn)AA作為植物氮代謝過程重要的代謝產(chǎn)物，也可以響應(yīng)大氣氮沉降。苔蘚樣品中FAA態(tài)氮與

2、TN含量顯著正相關(guān)，表明苔蘚組織FAA與大氣氮沉降關(guān)系密切。城市環(huán)境限制了苔蘚植物的生存，因此，利用高等植物組織FAA響應(yīng)大氣污染具有理論價值和實踐意義。
　　本論文采用反相高效液相色譜法，9-芴甲基氯甲酸酯（FMOC）與鄰苯二甲醛（OPA）為衍生劑自動在線衍生，熒光檢測器檢測，在19min內(nèi)即可完成單個樣品21種氨基酸的分析，正纈氨酸（Nva）和肌氨酸（Sar）雙內(nèi)標(biāo)法準(zhǔn)確分析天門冬氨酸（Asp）、天冬酰胺（Asn）、精氨酸（A

3、rg）、丙氨酸（Ala）、谷氨酸（Glu）、谷氨酰胺（Gln）、γ-氨基丁酸（Gaba）、甘氨酸（Gly）、組氨酸（His）、蘇氨酸（Thr）、酪氨酸（Tyr）、纈氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、賴氨酸（Lys）、脯氨酸（Pro）、絲氨酸（Ser）、色氨酸（Trp）和羥脯氨酸（Hyp）21種氨基酸濃度。其中Lys定量限為2.325mg/L，其他氨基酸的定量限均在0.53mg/L

4、以下。標(biāo)準(zhǔn)氨基酸測定6次的保留時間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.07%~0.55%之間，平均為0.14%；峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.5%~5.2%之間，平均為2.99%。各個氨基酸在4.5pmo/μL-450pmo/μL梯度的線性相關(guān)系數(shù)在0.9983~0.9999之間。儀器具有較高的精密度和準(zhǔn)確性，因此，可用于氨基酸濃度的分析測定。
　　一般情況下，植物樣品常常包含大量的色素、糖類和有機酸等雜質(zhì)，雜質(zhì)影響植物樣品中游離氨基酸的測定，還易造成

5、色譜柱的堵塞，因此，植物樣品必須通過提純等手段達到純化的目的。本論文利用超純水超聲提取植物樣品中FAA，10%三氯乙酸沉淀蛋白，然后陽離子樹脂純化樣品，去除了大量的色素和無機鹽等雜質(zhì)，減輕了樣品對液相色譜柱的損害，樣品加標(biāo)回收率平均為95.9%，測定樣品的FAA峰面積相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.51%~4.17%，保證了樣品測定的準(zhǔn)確性，該提純方法可為植物樣品FAA濃度的測定提供可靠的手段。
　　本論文通過對比不同大氣氮沉降環(huán)境下植物葉片中

6、FAA含量及組成的變化，發(fā)現(xiàn)植物葉片中FAA濃度對大氣氮沉降有很好的響應(yīng)。從郊區(qū)到交通干道，隨著大氣氮沉降的增加，苔蘚樣品的總FAA濃度從1187μg/g增加到5610μg/g（4.7倍），TN含量也逐漸從1.1%增加到4.9%（4.4倍），而且具有相同TN含量的苔蘚樣品也具有幾乎相等的總 FAA濃度；雪松葉片中總 FAA濃度從494μg/g增加到4027μg/g（8.1倍），TN含量從1.1%增加到2.6（2.3倍）。因此，植物組織中

7、總FAA可以響應(yīng)大氣氮沉降，且比組織中TN更加靈敏。
　　植物組織的特定FAA也會對大氣氮沉降有不同的響應(yīng)。在低氮沉降環(huán)境的樣品FAA中，Arg是最主要的氮源，Arg、Asn、Lys和Ala的濃度和百分比含量均可以對大氣氮沉降作出靈敏的響應(yīng)；但是高氮沉降環(huán)境中，Arg含量可能會達到飽和狀態(tài)，而以 Gln、Gaba和Lys等來儲存多余的氮，降低高劑量的氮對植物的毒害作用，此時，Gln、Gaba、Lys和Pro的濃度和百分比含量可以很