植物对氨基酸的吸收机制

植物对氨基酸的吸收机制

目前，有关植物对氨基酸的吸收机制还存在一些难点．VerNooy等指出，高等植物氨基酸营养的吸收机理研究存在3个主要障碍：多数氨基酸在细胞内的快速代谢、介质中pH 值对氨基酸带电性的影响和氨基酸在细胞壁及细胞膜组分上的可能结合．他们认为，由于不同试验采用的氨基酸和植物组织各有差异，因此其吸收机制应该有所不同．张夫道等用无菌培养液研究发现，水稻根表面不存在谷草转氨酶、氨基分解酶和脱碳酸酶，从而认为氨基酸是以分子状态进入稻株体内．此后，chapin等、Nash0lm等和Thorntonlj 的研究进一步证实了这一研究结果．植物对氨基酸的吸收是一个主动吸收过程，受载体调节，并与能量状况有关，同时受介质中pH和温度的影响．罗安程等研究发现，水稻对甘氨酸、谷氨酸和精氨酸的吸收均符合米氏方程，氨基酸的吸收具有主动吸收特征，吸收的动力学参数因氨基酸种类而异．加入NH4+和N03-对氨基酸的主动吸收方式都没有影响．Thornton进行了pH值、去叶及去叶后添加蔗糖或葡萄糖对黑麦草吸收氨基酸的试验研究，结果证实谷氨酸的吸收受能量制约，且与质子共同运输．也有研究认为氨基酸的吸收受呼吸影响，吸收载体对D型或L型异构体具有选择性，二者之间存在竞争关系，且载体对L型氨基酸的吸收远高于D型氨基酸．酰胺本身就是一种载体，在酰胺中又以谷氨酰胺最重要．schobert等研究认为，蓖麻幼苗对中性氨基酸的吸收和运输可能存在多种不同的载体．氨基酸进入植物体后，可通过转氨基、脱氨基作用及其他过程加以同化．无菌条件下，14 C甘氨酸进入水稻幼株后能通过转氨基和脱氨基作用转化为其他氨基酸，而且氨基酸的代谢转化是在新生器官的同化组织中进行．在甘氨酸水培条件下，稻根谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性明显高于NH4+ -N 水培的水稻，表明水稻吸收的氨基酸很大部分在根内即发生转氨基作用而被同化，而且甘氨酸水培的水稻叶片谷氨酸脱氢酶活性明显高于NH4+ -N水培的水稻，说明水稻根部吸收的氨基酸可能有部分上升到叶片脱氨基后同化．用15N-甘氨酸和亮氨酸研究稻苗植株内的分布发现，根部的氮原子百分数都明显高于茎、叶部的水平，说明外源氨基酸进入植株初期首先聚集在根部，然后再运输到植株的其他部位，而不是一开始就在植株均匀分布．氨基酸在植物体内是通过木质部和韧皮部在不同器官之间运输．氨基酸的再分布需要质膜上载体的活化．基于底物的专一性和亲和性，及其在植物体内表达方式的差异，一些独特的载体具有不同的功能．氨基酸在植物体内的运转及其分配随所研究的植物材料及氨基酸种类的不同而有较大差异．借助于同位素示踪技术，可以充分了解植物吸收氨基酸后体内的运转及分配方式，但是由于氨基酸在植物体内被吸收后的多次分配及其代谢的复杂性，其中一些中间代谢过程．仍需要进行深入的研究．