【摘要】 土壤氨基糖在土壤生态系统中具有多种重要作用。

土壤氨基糖是一类存在于土壤微生物中及其残留物中的化合物,常作为微生物残留物的生物标识物。它是微生物细胞壁的组成部分,具有较高的稳定性和微生物异源性。自然界中广泛存在的氨基糖主要有氨基葡萄糖、氨基半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖、N-乙酰氨基甘露糖与丙酮酸经醇醛缩合而成的唾液酸以及含有9个碳原子的胞壁酸。氨基糖是土壤中唯一一种含氮的碳水化合物,多作为生物标识物在研究土壤及海洋有机质中碳的来源及转化,以及医疗方面发挥着重要作用。例如,亚氨基糖由于具有重要的糖苷酶抑制活性、抗病毒和抗肿瘤活性等已经在新药创制中显示出巨大的发展潜力。

 

土壤氨基糖在土壤生态系统中具有多种重要作用。作为土壤微生物来源物质的定量指标和重要标识物,经过微生物周而复始的生长-代谢-死亡的循环过程,不断地在土壤中积累,对评价土壤有机质转化和积累的微生物作用过程具有独特的意义和价值。它有助于改善土壤的物理、化学和生物性质,提高土壤肥力。例如,氨糖可力作为一种土壤修复剂,能够增加土壤中有益微生物的数量,促进土壤恢复。这些微生物可以把真菌、古菌等死亡的有机物分解成更小的有机物,然后再将这些分解后的有机物还原成肥料,使作物能够更好地吸收营养。同时,它还能够控制土壤中的有害微生物,降低作物患病的几率。此外,它还可以固定氮、磷等营养元素,提高养分利用率,减少化肥的用量,达到绿色环保的效果。

 

在植物生长发育过程中,氨糖扮演着多种不同的角色和功能,对植物的正常生理活动和生长发育有着重要的影响。植物体内的氨糖可以通过直接吸收自土壤中的氨基糖或者对葡萄糖或果糖的代谢生成。氨糖在植物体内的代谢作用非常广泛,它可以作为一种碳源为植物提供能量,参与植物体内的氮代谢,在植物中担任着结构作用,参与植物中的凝胶作用,还可以担任信号分子的角色。

 

目前,最常用的检测土壤氨基糖的方法是仪器为离子色谱。方法有纸色谱分析法、氨基酸分析仪法、高效液相色谱法、气相色谱法和气质联用法(GCMS)。例如,本次主要分享应用气相色谱定量分析四种氨基糖(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、氨基甘露糖和胞壁酸)的方法,其气相色谱图如图1所示。

 

图1. 中性糖和氨基糖的气相色谱图 a:标样,b:4 mo|L-1TFA在105℃水解4 h的土壤样品。1.核糖,2.鼠李糖,3.阿拉伯糖,4.木糖,5.岩藻糖,6.戊五醇(内标一)7.甘露糖,8.葡萄糖,9.半乳糖,10.氨基葡萄糖,11.氨基甘露糖,12.氨基半乳糖,13.胞壁酸[1]

 

总之,氨基糖是一类重要的生物指示物,主要来源于微生物等低等生物。在土壤和环境中,这几种氨基糖可以提示土壤氮素的不同生物来源,具有重要的指示意义。土壤中氨基糖的测定方法可以反映土壤微生物活动状况,为土壤微生物及其生态环境研究提供依据。通过测定土壤中的氨基糖含量,可以了解土壤中生物量和有机氮的含量。氨糖可力是一种土壤修复剂,其主要成分为乳酸菌和有效微生物,可以修复受损的土壤,促进作物生长。氨糖可力能够改善土壤的物理、化学和生物性质,提高土壤肥力,是一种绿色环保的土壤修复剂。氨糖在临床上一般称为是盐酸氨基葡萄糖,或者硫酸氨基葡萄糖。适应的疾病,主要是膝关节退行性关节炎以及骨质增生,还有半月板损伤。氨糖能够通过修复关节软骨,催生关节滑液,使关节表面之间不再发生硬性摩擦。所以,其能够有效的减轻膝关节的骨性关节炎引起的疼痛、肿胀,以及骨摩擦的感觉。总之,土壤氨基糖的测定方法不仅能够帮助我们了解土壤的微生物活动状况和生物量,还能够在土壤修复和临床医学中发挥重要作用。

 

[1] 张威,何红波,解宏图,等.不同水解方法对土壤中性糖和氨基糖含量测定的影响[J].生态环境,2006,(05):1067-1071.

 

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