可变电荷与恒电荷土壤胶体对DNA吸附与解吸特征

张儒佳 | -> | 1091| 0| 0.280192MB |土壤胶体,DNA,pH值,吸附与解吸,可变电荷与恒电荷

摘要: 采用平衡法研究了红壤胶体、砖红壤胶体、潮土胶体和褐土胶体在不同pH 值条件下DNA 吸附与解吸特征. 结果表明, 在NaCl 和KCl 电解质体系中, 4 种土壤胶体在吸附过DNA 后, 溶液pH 值均有不同程度的增加, pH 增加的幅度为红壤胶体> 砖红壤胶体> 潮土胶体> 褐土胶体; NaCl 电解质体系> KCl 电解质体系. 土壤胶体对DNA 的吸附量均随着pH 值的升高而降低, 在pH 为2~ 4, 不同胶体对DNA 的吸附量保持最大值, 约为1311~ 141 8 Lg#mg- 1 . 当平衡溶液pH 值从412 开始上升至816, 在NaCl体系中, 砖红壤胶体和红壤胶体上DNA 的吸附量下降幅度约515 Lg#mg- 1 , 而在KCl 体系中, DNA 的吸附量下降幅度约211Lg#mg- 1 . 2 种电解质体系, 潮土胶体与褐土胶体上DNA 的吸附量下降幅度约为813~ 1212 Lg#mg- 1 . DNA 吸附量下降幅度为恒电荷土壤( 潮土和褐土) 胶体> 可变电荷土壤( 红壤和砖红壤) 胶体. 用NaOAc 和NaH2PO4 对土壤胶体吸附DNA 的解吸时, 可变电荷土壤胶体与恒电荷土壤胶体解吸规律有明显差异. 在3 种溶液pH 值为3、5 和7 时, 可变电荷土壤( 红壤和砖红壤) 胶体上NaOAc 解吸率约10%~ 2415%, NaH2 PO4 解吸率约2315%~ 4012%; 而恒电荷土壤( 潮土和褐土) 胶体上, NaOAc 解吸率约为721 3%~ 8519%, NaH2PO4 解吸率约818%~ 2116%. 这表明可变电荷土壤胶体吸附DNA 时键合作用较大, 恒电荷土壤胶体静电引力较大, 这是DNA 在不同电荷类型土壤胶体表面的吸附差异.

土壤中DNA 是由动植物和微生物细胞主动分泌或细胞死亡裂解释放出来的[ 1~ 3] . 过去人们一直认为从死亡或代谢性微生物体内释放到土壤环境中的DNA, 很快就会被微生物分泌的核酸酶降解, 特
别是在水环境中, DNA 容易生物降解; 然而DNA 在自然土壤中保存的时间远比人们想象得要长[ 4, 5] .细胞外的核酸物质DNA, 缺少合适宿主而在胞外存在时, 可迅速被土壤黏粒吸附固定[ 1, 6, 7] , 从而对核酸酶降解产生抗性而在土壤中持久存在[ 8~ 10] . 土壤的环境因素, 如pH、盐浓度、阳离子价数、温度和湿度等条件, 影响土壤DNA 的吸附与键合作用[6, 11~ 14] .土壤固定的DNA 被称作环境中的/ 隐性基因0, 一旦遇到合适的宿主, 其编码基因很快就能表达[1] , 如微生物种类多, DNA 容易发生变异, 其分子的遗传信息通过转录和翻译, 形成具有生物活性的蛋白质, 因而这些/ 隐性基因0在微生物活性、生物多样性及遗传进化方面起着重要作用[ 1, 5, 15] , 土壤中DNA 的吸附将影响这些/ 隐性基因0 活性. 本研究选择4 种不同类型土壤胶体为实验对象, 探讨其对DNA 的吸附与解吸特征, 以期为预测和提取土壤中DNA 提供理论依据.

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