全 文 ：福建省农科院学报 7 1 ) (: 9 2一 9 6,
oJ , 加 l of 八 j招 , 月` 。 de m夕 of A尹。 lut 、 l
19 9 2
赤豆酸腮含量变化的研究 `
徐志伟 ’
(
’ 福建省亚热带植物所 , 厦门
黄维南 ’ 张谷星 2
3 6 1 0 0 6 ;
’福建农学院园艺系 , 福州 3 5 0 0 0 2 )
摘 要 : 赤豆根瘤 、 叶片的酞脉含量发生 日变化 , 而且根瘤或叶片尿囊素 ( A L N ) 含量和尿囊酸
( A L C ) 含量 日波动规律相似 。 叶片酞脉 、 尿囊素 、 尿囊酸含量日变化的明显高峰出现在 1 6 : 0 , 比
根瘤中明显的高峰迟 1 小时出现 。 根瘤尿囊酸含量高于尿囊素含量 。 M n Z十 ( 4m M ) 不影响种子萌发
生长 、 幼苗酞脉含量以及尿囊素酶 ( A L N a se ) 活力水平 。 c u 抖 (l 一 s m M ) 明显抑制种子萌发生长
和尿囊素酶活力 。 K T (l 一 l o P m ) 和 B A (1 一 2 5P m ) 不影响幼苗尿囊素酶活力水平 。 z T (1 一
25 P m ) 稍微影响幼苗酞脉含量 。 A B A ( l p pm ) 抑制种子萌发生长 , 但未影响幼苗酞脉含量 。
关键词 : 赤豆 ; 酞脉 ; 尿囊素 ; 尿囊酸
S t u d ie s o n t h e C h
a n g e s o f U
r e id e C o n t e n t in A d z u k i B e
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X u Z h iw e i l H u a n g W
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A b s t r a c t
:
C h a n g e s o f u r e i d e
, a l l a n t o i n , a l l a n t o i e a e id e o n t e n t i n lae v e s a n d n do
u l e s o f a d z u k i be a n ( I
厂之g n a
a n卯范 尹 is ) a n d e f fe e t o f s o m e e x o g e n o璐 e o m Po u n d s o n th e u r e id e co n t e n t i n s e d l i n g s 附 r e 泛n v e r s t jg a t de .
D iu r n a l v a r i a t i o n o f u r e id e e o n t e n t o e e u r e d i n l e a v e s a n d n do
u l e s
.
A l l a n t o i e a e id e o n t e n t w a s h ig h e r th a n th a t
o f a l la n t o i n i n th e n do
u l e s
.
D i u r n a l v a r i a t i o n i n u r e id e
, a l l a n t o i n
, a l l a n t o i e a e id e o n t e n t i n l e a v es di
s P l a y e d
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:
0 0 w h i e h o c e u r e d o n e h o u r l a t e r th a n th a t i n t h e n od
u l e s
.
H o w e v e r
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P a t t e r n s o f a l l a n t o i n e o n t e n t w a s s i m i l a r t o th a t o f a l l a n t o i e a e id e o n t e n t i n bo t h th
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u l e s
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a l l a n t o i n
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.
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n Z+ s h o w e d n o a p P r e e i a b l e e f f e e t o n t h e a l l a n t o i n a s e
a e t五v i t y a n d a l l a n t o i n , a l l a n t ico a e id s y n th es i s , b u t C u Z+ j n h lbj t曰 th e a l l a n t o j n a s e a e t j v j t y . H o w e v e r , K T
( 1
一
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.
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K e y W
o r d s : A d z u k i b比 n ; U r e id e ; A l l a n t o i n ; A l l a n t o i e a e id
酞脉在植物界中分布较广 , 至今已在 20 多个科的许多植物中均有发现 。 在某些植物氮素
贮存和转运中 , 酞脉 (尿囊素和尿囊酸 ) 起了重要作用 。 H er ir d g e 等 ( 1 9 7 8) 认为酞脉可作为
蛋白质合成的源 ; I s hi uz ka 提 出在种子蛋白质产生中 , 来 自固氮产生的酞脉氮比以氨基酸酞胺
米 福建 省自然科学基金资助 。
收稿 日期 : 一9 9 0一 l一 J g
第 1期 徐志伟等 :赤豆酞脉含量变化 的研 究9 3
和硝酸盐形式的氮更有效 ( Th o ma s和 c sh ra dr e, 1 9 8 1 ) 。 在酞脉型植物 (如大豆 ) 结瘤植株氮
代谢方面 , 酞脉起了中心作用 ( M c lC ur 。 和 sI r ae l , 1 9 79 ) 。 尿囊素和尿囊酸是赤豆固氮植株木
质部汁液的主要含氮化合物 ( s e h u b e r t 一9 5 6 , v a n e e 等 , 1 9 8 5 ) ; 赤豆根瘤固定 e o Z , 但仅有 2 0%
左右掺入酞脉中 ( v an ce 等 , 198 5 ) 。 最近 , 我们研究了赤豆种子萌发 中 , 幼苗酞脉含量 、 尿
囊素酶活力变化规律以及碳氮化合物对幼苗酞脉代谢的影响 。 至今未见有关赤豆酞腮的进一
步研究 。 本文报道赤豆根瘤和叶片酞脉 (尿囊素和尿囊酸 ) 含量的 日变化特点以及若千外源
物质对幼苗酞脉代谢的效应 。
1 材料和方法
1
·
1 材料 赤豆 ( V`。 , a a , 。u 勿八 s w i l l d , o h i o r i 衣 o h a s h i ) 品种为 J H Z , 种子置于暗培养箱 ( 2 5
士 1℃ ) 内催芽 4 8 hr , 播种在直径 30 c m 的盆钵中土培 , 自然条件下生长 。 播后 58 天材料供试 。
1
·
2 外源效应物处理试验 选大小均匀且无种皮破裂的赤豆籽粒供试 。 种子经 。 . 1% H g 1C 2
处理 2一 3 m in , 用重蒸水反复冲洗 , 种子置于放二层滤纸的培养皿 内 , 加 24 ml 效应物溶液 ,
重蒸水作为对照处理 。 在无菌培养箱内 28 士 1℃ 暗培养 72 hr 。 弃种皮 , 幼苗用于分析 。 每个
处理三个重复 。
1
.
5 酞服的提取和测定 植物组织加 50 % 乙醇 , 高速匀浆器捣碎后 , 80 ℃水浴萃取 5 m in ,
8 0 0 0 x g 离心 15 m in , 上清液贮于一 21 ℃低温冰箱内待测 。 酞脉 (尿囊素和尿囊酸 ) 按 v og els
和 v a n d e r D r if t ( 1 9 7 0 ) 的方法测定 。
1
.
4 尿囊素酶的提取和测定 适量植物材料 1 : 10 ( w / v ) 加预冷至 2 ℃的提取缓冲液 (5 0
m m o l / L T
r i s
一
H c l
,
p H 7
.
5 )
, 冰浴高速匀浆器匀浆 一 m i n , 过四层预冷的纱布 , 高速离心 ( 1 5 0 0 0
x g
,
2℃ ) 15 m in , 上清液作酶源 , 迅速测酶活性 。 反应液总体积 2 . l ml , 内含 l o o ul 酶液和
2 m l 1 5 m m o l / L 尿囊素的 5 0 m m o l / L T r is 一 H e l 缓冲液 ( p H 7 . 5 ) 。 3 0℃条件下反应 1 5 m i n , 加 1
滴浓盐酸中止反应 。 取 0 . s m l 反应液测定尿囊酸产量 。
1
.
5 蛋白质以牛血清白蛋 白为标准 , 按 oL w yr 法 ( 1 9 5 1 ) 测定 。
2 结果和讨论
2
.
1 根瘤酸腮含 t 的 日变化 赤豆根瘤酞脉含量在 15 : 0 出现一个高峰 (图 1) , 明显的低
谷在 24 : 0 。 在一天 中 , 尿囊酸含量均高于尿囊素含量 , 这与四棱豆根瘤的情况 (黄维南和
徐志伟 , 19 8 9) 相似 。 赤豆根瘤尿囊素含量和尿囊酸含量 日波动相似 。
2
.
2 叶片酞腮含量的 日变化 赤豆叶片酞脉 、 尿囊素 、 尿囊酸含量 日变化的明显高峰出现在
16
:
0 (图 2) , 比根瘤中明显的高峰迟 l hr 出现 , 还有一个高峰出现在 24 : 0 。 在叶片 , 尿
囊素和尿囊酸含量 日波动规律较相似 , 但与四棱豆 (黄维南和徐志伟 1 9 8 9) 的情况不同 , 四
棱豆叶片尿囊酸含量 日变化较小 , 而尿囊素含量 日变化明显 。
.2 3 若干外源物质对种子萌发及幼苗酸服代谢的影响
2
.
3
.
1 二价金属离子的影响 在不同浓度 C u 抖 (1 一 sm M ) 条件下萌发 (图 3) 的赤豆幼苗萌
发生长 、 酞脉含量和尿囊素酶活力均受到影响 ; 随着浓度的增大 , 对萌发生长的抑制迅速加
强 , 在 l m M c u “ + 存在时 , 对尿囊素酶活力的影响已大于对生长的影响 。 一般在幼苗的这个时
福建省农科院学报 第 7 卷
1沐·ó匕切 \一。日减) lu a-u ov 咧加
二沁·ó眺知 \一。气三)材u . ju o口崛加
时间 Ti me( c’ el o。k ) 时间 ri me( o
’
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图 1 根右政服含t 的 B变化
F ig
.
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u n rd lv a ri at i on ofth eu reid e
图 2 叶片酸服含t 的日变化
F ig
.
D 2 iu n a rl eh ans s einth eu red i e
eont ent in ad zuk i b e
n n o adu ls e
eont n et of ad zuk i b e
n al a ev 韶
期 , 尿囊酸含量大于尿囊素含量 , 而 c u Z + 存在下却相反 , 从此也可看出 C u Z十抑制尿囊素酶活
力 。 C u Z+ 对赤豆幼苗尿囊素酶的抑制与草豌豆 ( N i r m a 一a 和 s i v a r a m a s a s t r y , 1 9 7 5 ) 、 双花扁豆
幼苗 ( M a r y 和 s iv a r a m a S a s t r y , 1 9 7 5 ) 和绿豆 ( N a , i和 F u n a h a s h i , 19 6 1 ) 的结果一致 。 C u , +
抑制尿囊素酶活力的机制还不清楚 。 在 4m M M n Z+ 存在下萌发的赤豆幼苗 (表 1) 生长 、 尿囊
素含量 、 尿囊酸含量以及尿囊素酶活力水平均未受到明显的影响 。 M n , + 对赤豆幼苗酞脉合成
和尿囊素酶活力没有显著效应 。 M n , + 对草豌豆 ( N i r m a l a 和 s iv a r a m a s a s t r y , 19 7 5 ) 和木豆
( A m a r ji t 和 s i n g h , 1 9 5 5 ) 尿囊素酶活力没有效应 ; 但 M n , + 提高绿豆幼苗 ( M a r y 等 , 19 8 1 ) 、 蚕
豆叶片 (刘承宪和黄维南 , 1 9 8 8) 尿囊素酶活力 。
2
.
3
.
2 几种激素的效应 激素对酶诱导的影响受到人们的注意 。 B A 可明显促进 N O 了对小麦
硝酸还原酶的诱导 (陆嘉陵
等 , 19 83 ) ; B A 与 A B A 在低 .
p H 暗诱导条件下对水稻硝
酸还原酶都表现促进作用 ,
而且促进机制不 同 (林建明
和汤玉玮 , 19 8 6 ) 。 因此 , 我们
观察了几种激素的效应 。 图
4 所示 , 在 1 一 1 0 p p m 激 动
素 ( K T )或 l 一 2 5 p p m 6一节
基氨基嗦吟 ( B A ) 条件下萌
发的赤豆幼苗尿囊素酶活力
水平未受到影响 。 高于上述
表 1 M n Z+( 4m M )对赤豆幼苗尿班素酶活力 、截服含 t 、 生长的影响
aT bl
e l
.
E f f e e t o f M n Z+ ( 4m M ) o n th e A L N a s e a e t l v l t y
,
th e u r e id e e o n t e n t a n d th e g r o w ht i n a d z u k i be
a n se ed l i
n g s
对 照 e o n t r o l
尿囊素酶比活力 A切ase sp e e j a , 。 e : i v j: y
酞脉 u r e记 e e o n t e n t
尿囊酸 ^ u a n t o i。 a e i d e on t e n t
尿囊素 ^ l lan t o i n e o n t e n t
生长 e r o w t h
9 9
,
9 5
9 9
.
5 3
9 7
一
4 3
1 0 1
.
6 5
9 5
.
3 1
第 1期 徐志伟等 :赤豆耽脉含童变化的研究
浓度时 , 萌发生长受抑 。 在不影响种子萌发生长的 1一 25 P m 范围内 , 玉米素 (z )T 稍微影响幼
、 . 苗酸脉含量 (图 5) 。 1 P m z T 存在下 ,酸脉含量略有增加 ; 在 25 P m z T 存在时 ,略有减少 。
脱落酸强烈抑制种子萌发 ( 图 6 ) ,在 1 p m 时 , 萌发生长受到影响 , 但这时酞脉含量与对
照相近 。 随着 A B A 浓度的提高 , 生长严重受抑 。 外源物质对幼苗酞脉合成的效应 ,似乎主要是
影响尿囊素形成 (徐志伟 19 0 ) 。
三 8 0
一。ìluoé
一。ìluo。
三 8 0
忿。书旧匕要韧· 、酬引
浓度 C o n c o n t r a t . o n , p p m
侧u公足匀山门.1一
l u0lu月`ì1饭一1.匕韧眨\到酬
浓度 C o n e e n t r a t i o n . m M
图 3 C u卜对幼苗生长 、 酸膝含 t 、 尿 . 素酶活力的影响
F ig
.
3 E f f e c t o f C u Z+ o n th e A L N ase
a c t iv ity
,
t h e u r e ide
c o n t e n t a n d t h e g r o w ht in a d z u k i be a n s e e d l in罗
图 4 KT 和 B A 对幼苗尿班案酶活力
的效应
F ig
,
4 E f f e c t o f K T a dn B A 皿 t h e
A L N a s e in t h e se de l i
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.
一JJ
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沐卜\一八欲)韧眨\侧烈
5 0 1 0 0
浓度 C o n e e n t r a t i o n , p p m
5 10 15 2 0
浓度 C o n c e n t r a t i on
09叨76沁。一。óluo。01日一.`曰岑。二目国
ǎ界à衡妻\到酬
图 s zT 对幼苗生长 、 醉膝含 t 的效应
F ig
.
5 E f f e c t Of Z T o n ht e u r e i d e e o n t e n t
a耐 t h e g r o w t h in th e eS e d l in 郎
图 6 A B A 对幼苗生长 、 醉瞬含 t 的效应
F ig
.
6 E f f e e t o f A B A o n ht e g r o w ht a n d
ht e u r e i d e e o n t e n t i n ht e se e d l i n g s
9 6 福 建省农科院学报 第 7 卷
种子萌发和植株根瘤固氮过程中 ,酞脉的生理意义以及酞脉代谢的调控机制 , 尚待深入研
谢 : 河北农林科 学院根作所 田静同志提供种子 。
究致
参 考 文 献
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〔一2〕N i r m a l a J , s i v a r a m a s a s t r y K . 19 7 5 . T址 a l l a n t o i n a s e of 加动笋二。 、 ` 。。 : 5 . P h y t oc he m . 1 4 : 19 7 1一 1 9 7 3
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P h y s i o l
.
3 7 : 5 39一 5 7 4
「1 4〕T h o m as R J , cs h r a d e r L E . 1 9 8 2 . T h e a s s im sl a t i o n o f u r e i d es in s h o t t is u e s o f s o y 比a n s 1 . c h a n g e s i n a l一a n t o i n a s e a e t i v i t y a n d
u r e id e e o n t e n t s o f l e a v e s a n d f r u i t s
.
P l a n t P h y s io l
.
6 7 : 9 7 3
一
9 7 6
仁1 5〕v a n ce e P e t a l . x 9 8 5 . T r a n s p o r t a n d , r t i t i o n i n g o f ca r b o n d so x i d e f i x“ b y r o t n浏 u le s o f u r i e d e a n d a m dl e p r 0 d u d n g I e g u m eS ·
P l a n t P h y s i of
.
7 8 ( 4 )
: 7 7 4一 7 7 8
〔1 6〕v o g e l s G D , v a n d e r D r i f t e . 1 9 7 0 . D i f f e r e n t ia 一a n a 一y s o o f g l y o x y la t e d e r i v a t i v e s . 八 n a 一 B IOC h e m . 3 3 : 1 4 3一 1 5 7