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土壤脱氢酶(Dehydrogenase, DHA)是反映土壤微生物代谢活性的关键酶,广泛用于评估土壤生物活性、有机污染毒性、施肥效应及生态系统健康状况。该酶催化有机物脱氢反应,将电子传递给人工电子受体(如 TTC),生成可定量的红色产物(三苯基甲臜,TPF),其活性与活微生物量高度相关。
1. 试剂与仪器
主要试剂:
Tris-HCl缓冲液:提供稳定pH环境(通常pH 7.4-7.6)。
TTC溶液:用上述缓冲液新鲜配制(常用浓度0.5%-1%)。
有机溶剂:甲醇或丙酮,用于终止反应和提取TF。甲醇更常用,毒性相对较低,提取效率高。
葡萄糖溶液(可选):作为外源底物,可刺激微生物活性,测得潜在脱氢酶活性;不加则测得固有脱氢酶活性。
三苯甲标准品:用于绘制标准曲线。
主要仪器:恒温培养箱、振荡器、离心机、分光光度计、分析天平。
2. 关键步骤详解
① 土样准备:
使用新鲜土壤(风干会杀死微生物),剔除可见植物残体,过2mm筛。
调节土壤含水量至田间持水量的40%-60%,预培养1-7天以稳定微生物状态。
② 实验设置(必须做三组!):
样品组:土壤 + TTC溶液 + 缓冲液(±底物)。
灭活对照组:土壤 + TTC溶液 + 缓冲液,但土壤事先经高压灭菌或加入有毒试剂(如甲苯) 灭活微生物。用于扣除土壤本底(如某些矿物质)对TTC的非生物还原。
无基质对照组:土壤 + 缓冲液(无TTC)。用于校正土壤有色物质的干扰。
③ 孵育反应:
将上述混合物在37°C恒温、避光条件下孵育24小时。避光至关重要,因为TTC见光会分解。
孵育容器应密封,创造微好氧至厌氧环境,有利于TTC还原。
④ 反应终止与提取:
孵育结束后,立即加入甲醇(或丙酮),剧烈振荡,使生成的红色TF完全溶解到溶剂中。
离心或过滤,获取澄清的红色上清液。
⑤ 比色测定与计算:
用分光光度计在485 nm波长下测定样品组、对照组提取液的吸光度值。
用纯TF标准品配制系列浓度溶液,绘制标准曲线(吸光度 vs. TF浓度)。
计算公式:
脱氢酶活性 = [(As - Ac) × V × n] / (W × t)
As:样品组吸光度值(经无基质对照校正后)
Ac:灭活对照组吸光度值
V:提取液总体积(mL)
n:稀释倍数
W:烘干土重(g)
t:孵育时间(小时)
常用单位:μg TF/(g·h) 或 μg TF/(g·24h)
来源:网络
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