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土壤 β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase, EC 3.2.1.21)是参与碳循环的关键水解酶之一,能催化纤维素降解的z后一步——将纤维二糖水解为葡萄糖,从而释放植物可利用的碳源。其活性反映土壤微生物对有机碳的矿化能力,常用于评估土壤肥力、有机质分解速率、污染胁迫响应及生态恢复效果。
常用测定方法详解(以对硝基苯酚比色法为例)
下面是基于经典方法的标准化步骤。
实验准备
主要试剂:
底物溶液:0.05 M 对硝基苯基-β-D-葡糖苷(PNG)溶液(用pH合适的缓冲液配制)。
缓冲液:常用醋酸盐缓冲液(pH 5.0-5.5) 或通用缓冲液(如Modified Universal Buffer,可调节至不同pH),以模拟土壤微环境的酸性条件。
终止/显色剂:0.5 M 氢氧化钙(Ca(OH)₂) 或0.1 M Tris-HCl缓冲液(pH 12)。用于终止反应并创造碱性环境使PNP显色。
标准溶液:准确浓度的对硝基苯酚(PNP)标准溶液,用于制作标准曲线。
仪器:恒温培养箱/水浴摇床、离心机、分光光度计、振荡器、分析天平、计时器、离心管/试管等。
实验步骤
通常设置样品组、对照组和标准曲线组。
称样:准确称取1.00 g过筛(如2 mm)的新鲜或冷冻干燥土壤样品,置于50 mL离心管或三角瓶中。
使用鲜土:结果更能反映田间实际活性,但需尽快测定。
使用冻干土:稳定性好,便于长期比较,但可能部分改变酶活性。
加试剂:
样品管(T):加入4 mL缓冲液 + 1 mL PNG底物溶液。
对照管(C):加入4 mL缓冲液 + 1 mL 相同缓冲液(不加底物!)。用于扣除土壤本身颜色和可能释放的干扰物质。
立即设置一个“零时间对照”(C0):在样品中加入缓冲液后,先加终止剂,再加底物。这是严谨的做法,用于校正非酶促水解。
培养反应:
将所有管子盖紧,放入37°C恒温振荡培养箱中,避光振荡培养1-2小时。
时间需预实验确定,确保反应在线性期内(PNP生成量与时间成正比)。
终止反应与显色:
培养结束后,立即向所有管中加入4 mL冰冷的0.5 M Ca(OH)₂溶液(或1 mL Tris-HCl pH 12),迅速摇匀以终止酶反应。
向对照管(C) 中补加1 mL PNG底物溶液(确保所有管成分一致,仅反应时间不同)。
离心与过滤:将反应液在4°C、4000 rpm下离心10分钟,或通过滤纸/膜过滤,获取清澈上清液。
比色测定:用分光光度计在410 nm波长下,以蒸馏水或对照管上清液调零,测定样品管上清液的吸光度值。
绘制标准曲线:
用PNP标准溶液配制一系列浓度梯度(如0、5、10、20、30、40 μg/mL)。
取与样品等体积(如1 mL)的标准液,加入相同体积的终止剂和缓冲液,直接测定410 nm吸光度。
绘制PNP浓度(μg/mL)- 吸光度标准曲线,得到线性回归方程。
来源:网络
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