【doc】普通玉米和超甜玉米苗期蔗糖合成酶与磷酸蔗糖合成酶的活力比
普通玉米和超甜玉米苗期蔗糖合成酶与磷
酸蔗糖合成酶的活力比 第22卷第2期
2001年4月
华南农业大学
Journal0fSouthChimAgrieulmmlUniversity
v0I趋.No.2
ApI.2001
411X(2001)02—0046—03 文章编号:1001—
普通玉米和超甜玉米苗期蔗糖合成酶与
磷酸蔗糖合成酶的活力比较
高向阳,徐凤彩,赵亚华,梅志弘
(华南农业大学生物技术学院,广东广州510642) 摘要:以普通玉米和超甜玉米为试材,比较两玉米品种在苗期的蔗糖合成酶与磷酸
蔗糖合成酶的酶活力变化.结
果表明,从胚芽期到五叶期,超甜玉米和普通玉米的蔗糖合成酶,磷酸蔗糖合成酶
的活力逐渐升高,并且超甜玉米
中这两种酶的酶活力都高于普通玉米
关犍词:普通玉米:超甜玉米
中围分类号:o946
蔗糖合成酶;磷酸蔗糖合成酶
文献标识码:A
蔗糖是重要的光合产物,为植物体内运输的主
要物质,又是碳水化合物积累和贮藏的主要形式,特
别对于甜玉米,在植物糖代谢中具有特殊的位置.甜
玉米独特的风昧主要取决于可溶性糖含量,乳熟期
甜玉米籽粒中的可溶性糖主要有蔗糖,葡萄糖,果糖
等,是普通玉米的5,6倍.其中以蔗糖含量为晟高, 占总糖62%一77%….植物细胞中蔗糖合成与降解 的平衡调节依赖于蔗糖.6一P合成酶(EC2.41.14, SIS),蔗糖一6一P酯酶(EC3.13.00,Sue—Pase),蔗糖合 成酶(EC2.4.2.13,SS)及蔗糖酶(EC3.2.1.26)的协 同作用L2J.蔗糖酶将蔗糖水解为果糖与葡萄糖.SIS 的产物Sue一6一P及时被Sue.6.Pase脱Pi,表观平衡常 数为52,3250,反应有利于蔗糖的合成,主要分布在 合成蔗糖的组织中.sS催化可逆反应,表观平衡常 数为1.3,8.0,主要分布在消耗蔗糖的组织中.一般 认为,体内蔗糖的合成主要依靠SIS/Sue.6.Pase系 统,而sS主要是将输入至籽实中的蔗糖降解为 UDPG以提供葡萄糖供体进而合成淀粉等多糖_3J. 其中SPS的活力大小直接影响光合产物在淀粉与蔗 糖之间的分配,SIS活力越高,蔗糖积累得越多l4J. 因此,研究玉米蔗糖合成与转化的机理是非常重要 的,而sS和SiX3在其中起着重要的作用,为此笔者研 究普通玉米,超甜玉米在幼苗期的sS和sPs酶活力 变化.
1材料与方法
1.I试验材料及处理
材料1:普通玉米和超甜玉米种子分别用1× l0I3L的高锰酸钾处理30s,取出用湿纱布覆盖, 24?温室催芽6d,当胚芽长出2e.,Ul左右即分别取胚 芽和根.
材料2:种子处理同上,土壤播种,成苗后,分别 取三叶期,五叶期(即播种后l2,30d左右)幼苗的倒 数第二片功能叶和根.
各处理重复3次以上.
1.2粗酶的制备
分别称取2g新鲜材料洗净,吸干,剪碎,用100 mmoVLTrls—HC1(pH7.0)缓冲液(内含10rmaoI/L MgCI2,2mmol/LEDTA,=2%乙二醇,20rmnoI/L巯 基乙醇)10mL冰浴上快速研磨匀浆,尼龙布过滤,滤 液于10000r/rain离心5min,取1mL上清液过 sephadexG-25(2cm×10cn1)柱,以上述提取液进行 洗脱,流速为2.5mL/min,分别收集洗脱液进行SS 与SIS的活力钡l定.
1.3酶活力测定
(1)sS活力测定:取0.15mL的反应混合液,内 含100mmol/LTris.HC1pH8.0,10mmol/L的果糖,3 rmnol/L尿苷二磷酸葡萄糖(IJDPG),另加入0.2mL 酶液.
(2)SPS活力钡{定:取0.15mL的反应混合液, 内含50mmol/LTris-HC1pH7.2,10rmmlVL的Mgck, 10ramolVL6一磷酸果糖(F6P),3rmnolVLUDPG,另加入 02mL酶液.
将上述反应液分别在3o?水浴中反应10min, 立即加入0.1mL2mol/LNaOH终止反应.在沸水浴 保温10min,流水冷却,再加3.5mL=30%的HCI 收稿日期I2000—07—07作者简介:高向ss(1966一).士,副教授,硕士
第2期高向阳等:普通玉米和超甜玉米苗期蔗糖合成酶与磷酸蔗糖台成酶的活力
比较47
和lmL的用=95%乙醇配制的质量浓度为lg/L 的问苯二酚,摇匀,于8o?水浴反应l0rain,流水冷 却,在480【IIll波长处比色5.
酶活力单位定义为:在上述条件下,每克样品干
质量,在l0nfin内催化生成l,ug蔗糖的酶量为1个 酶活力单位(u).
1.4聋白质含量测定
按Bradford方法_6,并以牛血清白蛋白为
蛋 白质.
1.5样品干,鲜质量的测定
样品干质量按常规恒质量法,鲜质量按称量法. 2结果与分析
2.1不同苗期普通玉米和超甜玉米的根和叶的蛋 白质含量
试验表明,玉米根在不同苗期蛋白质含量变化 不太,而叶的蛋白质含量随着幼苗的生长逐渐增大, 并且超甜玉米叶的蛋白含量普遍高于普通玉米 (表1).
表1不同苗期根叶千质?的蛋白质含?【w/Cmg?gI1)]
Tab.1"l"ael,*otrmcontentsoftootsandleaves
in,~ffqa'ent衄ngstages【w/Cmg?g)] 2.2不同苗期ss的活力变化
不同苗期Ss的活力变化如图l
图l不同苗期玉米根叶中蔗糖台成酶的活力变化 .1Thec11aof咖ofSSofc0mindifferent I日
从图1中看出,普通玉米和超甜玉米的叶和根 在幼苗期Ss的活力逐渐升高,超甜玉米的Ss活力普 遍高于普通玉米,以五叶期的超甜玉米为例,叶的Ss 活力是普通玉米的3倍;根的Ss活力是普通玉米的 2倍左右.
2.3不同苗期sPs的活力变化
不同苗期SPS的活力变化如图2.
+昔通玉米叶
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一一【.Eu),置占差裔5rf蝗甚
48华南农业太学第丑卷
高,其中叶片尤其明显,sS是起分解蔗糖的作用,在 五叶期酶的括力最高是有利于此时期形成大量生长 过程所需要的基础物质,满足自身生长需要;在萌芽 期普通玉米和超甜玉米的SPS活力相差不大,且活 力较低,而在三叶期,五叶期酶活力逐渐增高,而且 二者差异加大,这与玉米开始进行光合作用,利用外 界的营养物质来合成自身生长的物质,而胚乳中的 物质则逐渐被消耗完有关
超甜玉米无论是ss还是SPS,其酶活力都明显 高于普通玉米.可推知超甜玉米幼苗中蔗糖代谢的 能力太于普通玉米,已有报道,超甜玉米蔗糖的含量 均比普通玉米的高l8J,这可能与ss和SPS的酶活力 高有很重要的关系.同时此时期的氨基酸含量也较 普通玉米的高L,这与笔者测得的超甜玉米幼苗期 蛋白质含量比普通玉米高的结果一致.
致谢:本试验所用玉米种子由华南农业大学农学系张穗 华副教授,吴汉副教授提供,在此表示感谢! 参考文献
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ComparewiththeActivitiesofSucroseSynthetaseandSucrosePhosphate SynthetaseinOrdinaryCornandSuper-SweetCorn
GAOXiang-yang,XUFeng?cai,ZfL~.OYa-hua,MEIZhi?hong (CoflP~eofBioteehnology,SouthChinaAsri~Unlv,G?10Il510642,China)
Abstract:ByUSiordinarycorlqandsupe~sweetcornastestsample,theactivitiesofSUCDO
SesynthetaseandsucrOSe
phosphatesynthetaseweI?
studiedatplumulestage,three?leafstageandfive?leafstage.TheresultindicatedthattheaS?
tivitiesofSUClX3~esynthe1aseandsucrosephosphatesynthetaseincreasedgraduallywith
theprocessofgrovdng.Inaddi—
tion,theactivitiesoftwoenzym~~insuper—
sweeteomwereb5gherthanthoseinordinaryCo/'rl
Key.
words:ordinaryeom;super—
sweetCOnl;sucI_08esynthetase;SUCIDS(~phosphates)mthetase 【责任编辑柴焰】