聚谷氨酸在农业应用中的研究进展.pdf

《聚谷氨酸在农业应用中的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、黑龙江农业科学２０１４（１０）：１６１～１６３ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓγ－聚谷氨酸在农业应用中的研究进展王萌１，许孝瑞２（１．烟台泓源生物肥料有限公司，山东烟台２６４０００；２．烟台市果茶工作站，山东烟台２６４０００）摘要：γ－聚谷氨酸作为一种微生物发酵产物，具有良好的水溶性、生物降解性和水解性，且可以食用。目前已经在食品、化妆品、医药和农业等多个领域进行开发利用。着重综述了γ－聚谷氨酸在农业应用（保水剂、肥料增效剂）中的研究进展。关键词：γ－聚谷氨酸；生物合成；农业应用；研究进展

2、中图分类号：ＴＱ９２２＋．１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－２７６７（２０１４）１０－０１６１－０３［２］自１９４２年Ｂｏｖａｒｎｉｃｋ等发现γ－聚谷氨酸作副产物多，且得率低；γ－ＰＧＡ多由微生物发酵为一种发酵产物能自由地分泌到培养基中后，人法得到。目前发现的γ－ＰＧＡ生产菌株主要是芽们发现多种芽孢杆菌能在胞外积累γ－聚谷氨孢杆菌属，包括枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ．ｓｕｂｔｉ－［１］酸。２０世纪９０年代以来，国内外对γ－聚谷氨ｌｉｓ）、炭疽芽孢杆菌（Ｂ．ａｎｔｈｒａｃｉｓ）、地衣芽孢杆酸的微生物法制备研究越发活跃。

3、近年来，人们菌（Ｂ．ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、短小芽孢杆菌（Ｂ．ｂｒｅｖｉｓ）、根据γ－聚谷氨酸独特的理化和生物学特性，不断耐热芽孢杆菌（Ｂ．ｔｈｅｒｍｏｔｏｌｅｒａｎｔ）和解淀粉芽孢［５］开发其在水凝胶、保湿剂、成膜剂、增稠剂、分散杆菌（Ｂ．ａｎｍｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）。还有研究表明［６］［７］［８］剂、药物控释载体、基因载体、化妆品、烟草、植物其它菌种如古生菌、细菌和真核生物发酵种子保护、食品添加剂及肥料增效剂等方面的应也可得到γ－ＰＧＡ。根据培养基是否添加谷氨酸，用。该文概述了聚谷氨酸的结构性质、合成及

4、农将γ－ＰＧＡ产生菌分为非谷氨酸依赖菌和谷氨酸［９］业应用，以期为聚谷氨酸在农业方面的应用推广依赖菌两类。提供理论参考。２．２γ－ＰＧＡ可能的合成机制γ－ＰＧＡ合成所需的底物谷氨酸的来源可分１γ－聚谷氨酸的结构和性质为两部分，内源底物和外源底物。内源底物是指聚谷氨酸（ＰＧＡ）主要由Ｄ－谷氨酸和／或Ｌ－微生物通过自身合成谷氨酸底物，最广泛的途径谷氨酸通过酰胺键聚合而成。由于聚合方式不是葡萄糖经过糖酵解，生成丙酮酸，进入ＴＣＡ循同，聚谷氨酸主要由两种构型：α－聚谷氨酸（通过［２］环，然后通过α－酮戊二酸转化成谷氨酸。而外α－

5、酰胺键聚合，α－ＰＧＡ）和γ－聚谷氨酸（通过γ－酰源底物是直接添加的Ｌ－或Ｄ－谷氨酸，一般直接在胺键聚合，γ－ＰＧＡ）。生物合成的γ－聚谷氨酸通培养基中添加Ｌ－谷氨酸，Ｌ－谷氨酸在消旋酶的作常由５００～５０００个谷氨酸单体组成，相对分子量用下先转化为Ｄ－谷氨酸，Ｄ－谷氨酸和Ｌ－谷氨酸再［３］为１０～１００００ＫＤ。γ－ＰＧＡ分子主链上含有大在聚谷氨酸合成酶基因（ＰｇｓＢＣＡ）的作用下合成量游离的亲水性羧基，可以发生螯合、交联及衍生γ－ＰＧＡ，γ－ＰＧＡ在培养过程中可能在内切酶（解化等反应，因此，具有良好的水溶性、生物降解

6、性［１０］聚酶）的作用下分解成低分子量的γ－ＰＧＡ。和水解特性。在生理功能方面可防止细胞脱水，［４］３γ－聚谷氨酸在农业中的应用保护细胞免受蛋白酶的降解等。３．１γ－ＰＧＡ作为保水剂在农业中的应用２γ－聚谷氨酸的生物合成３．１．１γ－ＰＧＡ在作物种子萌发及苗期生长中的２．１γ－ＰＧＡ的合成菌应用我国是一个人均水资源占有量偏少和水资α－ＰＧＡ主要由化学合成法得到，工艺复杂，源空间分布极不平衡的国家，干旱和半干旱地区约占国土面积的一半以上，且季节性干旱也给我收稿日期：２０１４－０５－２４国农业生产带来严重的影响。用电子束轰击

7、γ－第一作者简介：王萌（１９８３－），女，山东省滨州市人，硕士，农ＰＧＡ制成的树脂，对种子进行包埋处理后，种子艺师，从事作物栽培管理技术指导及新型肥料的示范推广研［１０］究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｅｎｇｈｕａｎ．ｙｕｄｉ＠１６３．ｃｏｍ。能够在沙漠和缺水地区顺利发芽。南京工业１６１黑龙江农业科学１０期［１９］大学研制的吸水材料γ－ＰＧＡ的最大自然吸水倍复合肥后，油菜产量明显提高；小青菜叶绿素、数可达到１１０８．４倍，对土壤水分的吸收倍数为地下部鲜重显著增加，地上部鲜重最大增产幅度３０～８０倍，与土壤湿度有关。施用γ－ＰＧＡ水浸

8、达８．８％，同时还可明显提高土壤铵态氮的含量，［１１］［２０］液或直接拌种，可提高小麦出苗率，增加株高。氮肥利用率增加１０．６％；能提高小白菜的产在干土中直接施用γ－ＰＧＡ水浸液１５０、３００和量，增幅可达２０％以上，改善小白菜的品质，显著５００ｍＬ，相当于５．０、１０．０和１６．５ｍｍ降水量，能提高植株体内氮的累积