【摘要】：球囊霉素相關(guān)土壤蛋白(GRSP)是由叢枝菌根真菌產(chǎn)生的一種不易溶于水的糖蛋白,對(duì)GRSP化學(xué)結(jié)構(gòu)特征認(rèn)知的匱乏,很大程度上限制了GRSP的生態(tài)學(xué)地位及其應(yīng)用前景。本文選取東北林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)5種林分及其毗鄰農(nóng)田為研究對(duì)象,通過多種技術(shù)手段,來揭示GRSP的特征及其在不同林型和農(nóng)田中的差異。研究發(fā)現(xiàn)GRSP含有O—H和N—H伸縮振動(dòng)帶、C—H伸縮振動(dòng)帶、C=O和COO—伸縮振動(dòng)帶、COO—伸縮振動(dòng)帶和C—H彎曲收縮帶、C—O和Si—O—Si伸縮振動(dòng)帶5種官能團(tuán)。紫外吸收峰位置在225~248 nm之間,OD值在0.9~2.0之間。X射線衍射結(jié)果顯示GRSP含有石英、蒙脫石、伊利石、斜長石、伊利石蒙脫石混層和未知的a物質(zhì)及b物質(zhì)等多種礦物質(zhì),相對(duì)結(jié)晶度均較低,平均晶粒尺寸分別為25.83、17.93、14.50、21.45、28.45、28.10和17.40 nm。此外,通過X光電子能譜發(fā)現(xiàn)GRSP含有C1s、Al2p、O1s、Si2p、P2p、Ca2p、K2p、N1s、Fe2p、Mg1s和Na1s 11種元素,平均所占百分比為28.9%、7.0%、43.4%、9.8%、0.4%、1.0%、0.6%、1.4%、2.1%、0.7%和7.8%。GRSP的化學(xué)特征在不同林型及農(nóng)田中也存在著一定的差異,其中官能團(tuán)差異最大的是蒙古櫟和白樺林的C—H伸縮振動(dòng)帶(5.5倍),差異最小的是水曲柳和白樺林的O—H和N—H伸縮振動(dòng)帶(1.3倍),胡桃楸林GRSP的OD值最大。GRSP礦物質(zhì)種類也有所不同,其中只有水曲柳和蒙古櫟林中包含斜長石、伊利石蒙脫石混層、a物質(zhì)、b物質(zhì),其余礦物質(zhì)在所有林型和農(nóng)田的GRSP中均有發(fā)現(xiàn)。石英的晶粒尺寸差異最大,達(dá)到5.2倍,最小的為斜長石僅相差17%。落葉松林中的蒙脫石相對(duì)結(jié)晶度是水曲柳林的5.1倍,而b物質(zhì)在水曲柳林和蒙古櫟林中的相對(duì)結(jié)晶度僅相差4%。同樣,C1s、O1s、Si2p、N1s和Na1s等元素在所有林型和農(nóng)田中都可被檢測(cè)到,其中GRSP各元素在不同林型及農(nóng)田中的差異在1.1~31.6倍之間。我們的研究結(jié)果顯示不同植被類型中GRSP組成特征可能具有很大的差異,同時(shí)GRSP中含有不同土壤礦物說明土壤組成對(duì)GRSP也有一定影響,本文對(duì)GRSP的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征的客觀揭示,有助于探索GRSP對(duì)農(nóng)田及森林土壤生態(tài)功能影響方面的深層機(jī)制。
[Abstract]:Balloon mycin-associated soil protein (GRSP) is a water-soluble glycoprotein produced by arbuscular mycorrhizal fungi. The lack of understanding of the chemical structural characteristics of GRSP limits the ecological status and application prospects of GRSP to a great extent. In this paper, the characteristics of GRSP and its differences in different forest types and farmland were revealed by a variety of technical means in the experimental forest farm of Northeast Forestry University and its adjacent farmland. It is found that GRSP contains five functional groups: O-H and N-H stretching vibration band, C-H stretching vibration band, CIO and COO- stretching vibration band, COO- stretching vibration band and C-H bending contraction band, C-O and Si-O-Si stretching vibration band. The position of UV absorption peak is between 225 and 248 nm, and the OD value is between 0.9 and 2.0.The X-ray diffraction results show that GRSP contains quartz, montmorillonite, Illite, plagioclase, Illite montmorillonite mixed layer, unknown substance a and substance b, and so on. The relative crystallinity was lower, and the average grain size was 25.83 (17.93), 14.50 (21.45), 28.45 (28.10) and 17.40 nm., respectively. In addition, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) showed that GRSP contained 11 elements, C1sSU Al2pO1sO1sO1Si2pOP2pOP2pK2pN1s and Na1s. The average percentage of them was 28.97.00.43.4. The chemical characteristics of 0. 0. 6% and 0. 7% of 7.8%.GRSP were also different in different forest types and farmland. The C-H stretching vibration bands of Quercus mongolica and birch forests (5.5 times) and O-H and N-H stretching bands (1.3 times) of Fraxinus mandshurica and birch forest were the most different. The OD value of GRSP in Juglans mandshurica forest is the largest. The mineral species of GRSP are also different. Only Fraxinus mandshurica and Mongolian oak forest contain plagioclase, Illite montmorillonite mixed layer, substance a, substance b. The rest of the minerals are found in GRSP of all forest types and fields. The difference of grain size between quartz and plagioclase is 5.2 times and 17 times respectively. The relative crystallinity of montmorillonite in Larix gmelini forest was 5.1 times higher than that in Fraxinus mandshurica forest, while the relative crystallinity of B substance in Fraxinus mandshurica forest and Mongolian oak forest was only 4 times higher than that in Fraxinus mandshurica forest. In the same way, the elements such as C _ 1s _ S _ (1) O _ (1s) ~ (2) Si _ (2p) N _ (1s) and Na1s can be detected in all forest types and fields, and the differences of GRSP elements in different forest types and fields are between 1.1 and 31.6 times. Our results show that there may be great differences in the composition of GRSP in different vegetation types, and the presence of different soil minerals in GRSP indicates that soil composition also affects GRSP. The objective revelation of the chemical structural characteristics of GRSP is discussed in this paper. It is helpful to explore the deep mechanism of the effect of GRSP on the ecological function of farmland and forest soil.
【作者單位】： 東北林業(yè)大學(xué)森林植物生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：黑龍江省杰出青年基金(JC201401) 國家自然科學(xué)基金(41373075、31170575) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2572014EA01)資助
【分類號(hào)】：S714.5;S151.9

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本文編號(hào)：2429070