全 文 ：第七卷 第 5 期
1 9 9 3 年1 0月
林业 科学研 究
FO R E ST R E SE A R C H
V o l
.
6
, 对0 . 5
O e t
. ,
1 9 9 3
黑杨派无性系的笨丙氨酸解氨酶活性
程淑婉 蒋 敬 胡小根
关. 词 苯丙氨酸解氨酶 (PA L )、 杨树、 木质分化
笨丙氨酸解氨酶 (Ph e n yxa 一a n in e A m m 。n ia l羚se , 简称 pA L , 下同 ) 是高 等植物体内
苯丙基类 (Ph e n yl Pr o p a n o id) 物质代谢过程的定速酶[ ’J, 它对木质素、 酚类 、 类黄酮类等次
生物质的形成起着重要作用 , 与细胞分化及植株抗御病 虫害能力有密切关系 。 在木本植物方
面 , ‘ 我们已研究过刺槐及松属树种的以L 活性 [:, ’J, W het te n 等也对 火 炬 松 PA L 活性作
了类似的报道[’J , 此外 , H ig uc hi 曾报道 PA L 在竹株木质化过程中的{作 用 [“1。 对 于 杨 树
而言 , 也发现 2 年生小美旱 杨 (尸o p : l“: S im o ii Ca r r . x : ig r a v a r . ita liea (M iio n e k )
K o eh n e) 树皮内的 PA L 活性和邻苯二酚含量 , 与溃疡病发病率呈负相关趋势 , 显示PA L与杨
树抗病性能有密切关系[eJ 。 黑杨派南方型无性系正在我国大范围引种推广并 已取得巨大经济
效益 。 从 目前引种范围最广的 3 个无性系在苏北平原的试验结果 来 看 , 以 I 一69 杨 高 生 长
最快 , I 二72 杨和 I 一63 杨次之 , 后两者差别不大 , 但胸径及单株材积生长量则是以 1 . 72 杨
最大, I 一69 杨次之 , I 一63 杨在三者中最差 t7J 。 另外 , 据意大利的资料报道 I 一69 杨不易感
染花叶病 , 而 I 一72 杨和 I 一63 杨则很易得此病 1 )。 为了探索杨树体 内 的 PA L 活性与上述 3
个黑杨派无性系生长习性和抗病性差异的关系 , 我们作了初步研究 , 结果如下 。
1 材料和方法
1
、1
. 材料
用于研究的无性系 包括 : 美 洲 黑 杨 I 一 6 3 杨 [ P o p ulu : d e lto云d e s B a r tr . e v . “H a r -
v a r d
”
(I一6 3 / 5 一)〕, 美洲黑杨I一6 9杨 [ P o p u lu s d e lto fd e : B a r t r 。 c v 。 “L u x " (I一 6 9 / 5 5 )〕,
欧美杨 I 一7 2 杨 [ P o p : 10 5 x e “: a二eli c a n a (D o d e ) G u in ie r e v 。 “Sa n M a r t in o ” (I一7 2 /
58 ) 〕。 杨树休眠季节 (1 9 9 1年 l 月 5 日)在南京林业大学树木园分别取 1 年 生 I 一63 杨 , 工-
曲杨和 卜72 杨休眠条 , 截取上、 中、 下三个部位 , 在春季(1 9 9 1年 4 月15 日)对截干后新萌
发的枝条取顶部和基部冰冻24 h 后 , 称取 1 9 树皮用于提取和测定 PA L 活性。 重 复 4 次 ,
标准养成一 : 一 0. 0 1 4一0. 09 5 。 19 92 年在南京林业学校实验林场内选取健壮的 , 0 年 生 工-
69 杨 (树高24 · 7 m )和 工一72 杨树 (树高 18 · g m ) , 以及 1 年生的 I 一69 杨幼树 , 在它们的越冬
芽萌习叭 叶片展开至全叶1/ 2到全叶已形成期间(1 992 年 3 月31 日到 4 月28 日) , 定 期从树 冠
1 9 9 3一03一 0 9 收稿 。
程淑婉副教授 (南京林 业大学 南京 2 1 0 0 37 ), 蒋敬 , 胡小根(南京林业学校 )。
1) 意大利 国家杨树委员会 (中国林业科学研究院林 业研究所偏译 ), t 大利全国林业无 性 系登 记 册 . 杨 树无性系 .
几9吕1 . 5 8 , 6 3 .
弓期 程淑婉等 : 黑杨派无性系的笨丙氨酸解氨酶活性 息8今
东南西北 4 个方向采样混合 , 按同样方法提取和测定其 PA L 活性 。 重复 4 次 , 标准 差 吼一 ,
= O
。
0 0 4 6 ~ O
。
0 1 4 7
。 _
1
.
2 洲试方法
PA L- 提取和酶活性测定参照 K o u k ol 和 Co n n (19 6 1) 的方法[sJ 。 水 溶 性 蛋白质测定用
B rad fa ld (1 9 76) 推荐的考马斯蓝 G 一25 。染色法 , 以电泳纯牛血清蛋 白作 为内标 准[.J 。 部分
样品同时取切片进行显微摄影。 具体步骤参见文献〔幻 、 〔3工
2 结果与讨论
2
.
1 休眠条和萌条树皮的 P A L 活性
1 年生杨各无性系休眠条的PA L 活 性 如 图 1 , 从 中可 见 : I 一63 、 I 一69 、 工一72 3
个无性系休眠条树皮的 PA L 活性均以梢部为最大 , 三者 差 异 不 明 显 (2 8 . 7 , 28 . 9 , 28 .8
u ni t/ m g N
·
30 而n) ; 而在枝条中部和基部 , 三者表现差别 , 特别 是在 基 部 , 工一6 9 杨树
皮的 PA L 活性 (2 9 . 0 u n it / m g N 一3 o m in ) , 明显 高于 工一6 3 杨:和 工一7 2 杨 (依次为 2 1 . 6 和
21
。
0)
, 这种差异一直延续到枝条萌发后 (图 2 )。 萌条树皮的 PA L活性 , 都有不同程度降低 ,
但仍是 I 一69 杨 高于 工一72 杨 , 特别是在基部 , 这种差异更明显 (依 次为 2 7 , 7 , 16 。。u ni t/
m g N
一
3 0 m in )
。
一‘ ·~ I一69 杨基部
I
一
69 杨梢部
I
一
72 杨梢部
I
一
72 杨基部
0一口匕O口0山O了11‘.仑一日。门·Z叻三\"un举华誉
梢部 , 和部
取样部位
基部 休眠条 ( 1 / 25 ) 萌条 ( 4 / 1 5 )
30
.溉2托
左三O价·之.已\祠un粼组谧
类型和时间 (月/ 日)
图 1 杨树休眠条树皮的 PA L 活性 图 2 扬树 枝条 萌发前后树皮 PA L 活性变化
从 I 一69 和 工一72 杨 萌 条基部横切面的显微照片来看 , 工一69 杨 萌条 内导管分子明显发
达 , 导管分子层厚度平均占横切面半径的32 . 6 % , 表示木质素在细胞中沉积过程显著 , 即其
枝条内的木质化程度 高于 工一72 杨 , 后者的导管分子层厚度平均仅占横切面半径的 10 . 6 % 。
把这些照片联系两个无性系的 PA L 活性作相应比较 , 可见杨树枝条的树 皮 内PA L 活性大
小与木质化程度高低有密切关系 , 工‘6 9 杨枝条的 PA L 一活性大 , 木质化程度也高 。
2
.
2 叶片生长过程中的 PA L 活性变化
工一69 杨的 1 年生幼树和 10 年生大树 , 以及 I 一72 杨的10 年生大树 , 在冬芽萌发成叶过
程中叶片内PA L 的活性变化如图 3 所示。 从中可见两个无性系在冬芽 萌 发成 叶过程中,
PA L 活性都明显下降。 在叶芽萌发到生长初期 , 在两个无性系之间 , 以 及 同一无性系不同
右9 0 林 业 科 学 研 究 右卷
年龄植株之间 , 叶片内的 PA L 活性差异明显 , 当全叶形成后 , 这种差异就 缩 到 极小(依次
为1 5 , i , 1 5 u n it/ m g N · 3 0 m in ) 。 在叶芽萌动时期 , I 一6 9 与 I 一 72 杨 叶 芽 中 的 PA L 活
性差异显著 (依次为29 , 26 u ni t/ m g N ·30 m in) , 在叶片展开至全叶1 / 2时 , 两 者 基 本上以
同等斜率下降 , 从此时开始到全叶形成阶段 , 两者均急剧下降 , 直至最后差别不大 。 两个无
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性系叶片 PA L 活性大小的顺序 , 与相应 休
眠条及萌条树皮中 PA L 活性 大 小 顺 序 一
致 , 数值也在相同的量级 范围内。 工一69 杨
的 1 年生幼树与10 年生大树在叶芽 萌 发初
期 , 其 PA L活性基本上相近似 , 前者仅略大
于后者 (依次为 3 0 , 2 9 u n it / m g N · 3 0 m in ) ,
但幼树叶片生长过程中PA L 活性的下降 趋
势是先急后缓 , 与大树叶片不同 , 当全叶形
成时仍与大树叶片PA L 活性基本上相等 , 仅
有微小差异 (依次 为 15 , r g u n it / m g N ·3 0
m i n )
。
1 5 ‘ ~ ~ ~ ~ 山es 一
. ~ ~ ~ ~ -一‘~ - . 一一一一‘~ - ~ -3 / 3 1 4 / 14 4 / 2 8叶芽萌功 。t片展开 全叶形成
芽长 工. 5 ~ 2 . s e m 叶长 4 ~ s e m 叶长 1 0一 Z e o i
时期 (月 / 日 )
图 3 杨树冬芽萌发成 叶过程中PA L活性变化
据文献报道 , 工一69 杨抗花叶病能力高于 I 一72 杨 1) , 这个高低顺序 , 与相应无性系越冬
叶芽萌动成叶过程中PA L 活性大小顺序一致 , 因而叶片生长初期阶段 的 PA L 活 性 有可能
与抗病性有联系。
综上所述 , 黑杨派南方型几个无性系的 PA L 活性高低大 体 上是 I 一69 杨 > I 一72 杨 >
I 一63 杨 。 这个 顺序 , 与曹福亮等报道的各无性系高生长速度快慢顺序一致 , 而与其单株材
积生长量大小顺序相反[ 7 J。 另一方面 , 各无性系 PA L ‘活性大小顺序与萌条横 切面中显示的
木质化程度 高低及文献报道的抗花叶病能力强弱相一致。 因此 , 初步认为 , 杨树各无性系的
PA L 活性 , 有可能作为抗病能力的一项生理指标 , 有作进一步探讨的必要。
今 考 文 献
1 古谷雅树 , 宫地重运 , 玖村教彦《崔继林译 ) . 代谢生理(见植物生理学讲座 ) . 北京 . 科学出版社 , 19 75 , ( 2 ) : 19 4 ~ 2 20 .
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3 程淑婉 , 程东海 , 方炎明 . 松树种子萌发过程中苯丙 氮酸解抓吮的活力 . 南京林 业大学学报 , 1 9 92 , (2 ) . ,2 ~ ,6 .
一 W h e tt e n R W
,
Se d e r o ff R R
.
Ph e n y la la n i n e a m m o n la ly a se fr o m lo b lo lly P i n e : P u r i fie a t宜o n
o 里 t he e n z y m e a n d i s o la t i o n o f e o m P le m e n ta r y D N A e lo n e s . P la n t Ph y s玉0 1 . , 1 9 , 2 , 9 8 ( 1 ) : 3 8 0
~ 3 8 6
.
5 H ig u e h T
.
R o I e o f p h e n y la 1a n i n e d e a m i n a s e a n d ty r a s e i n th e lig n 呈f i e a t i o n b a m b o o . A g r派. B lo l .
C he m
. ,
1 9 6 6
,
3 0 . 66 7 ~ 6 7 3
.
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( 4 )
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3 1 1 ~ 3 1 6
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5 K o u k o l J
, Co n n E E
.
T h e m e ta b o I i sm o f a r o m a t i e a n d P r o Pe r t ie s o f t h e Ph e 几y la la n i几 e d e a m i-
n a se o f H o r d e u m v u lg a r e
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J
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B io l
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C he m
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1 9 6 1
,
2 3‘( i。) : 2 6 92 ~ 2 6牙5 .
, 刀r a d fo r d M M . A r a p e d a n d se n s it iv e 二m e th o d fo r t he q u a n t i ta t io rt o f m i c r o g r a n 二q u a n t it io s o f
Pr o t e i n u t i li z i n g th e P r i n c ip le o f p r o t e i n
一d ye b i n d in g
.
A n 江1
.
B io e h e m
. ,
1 9 76
, 7 2 ‘ 2 45 ~ 2 5 4
.
6 期 程淑婉等: 黑杨派无性系的笨丙氨酸解氮酶活性 匕匀1
A c t‘v‘r‘e s o f Phe n夕la la n ‘n e A m m o n‘a l夕a s e ‘。 PO Pla r C lo n e s
o f A ￡夕e ir o s S e e t‘o 。
Ch e n g Sh uwa
n Jia n g Jin g H u X ia o g e n
A 加tr a c t T his Pa Pe r d e a lt w ith th e r e se a r e h o n th e 阮tiv itie s o f Phe n y -
Ia fa n纽e a刃n 刀n o n ia lyas e (PA L ) in the P o Pla r e lo n e o o f A ig eiro s 3 e e tio n , in e lud -
in g l 于6 3 , I 一6 9 a n d : I 一7 2 . T he m a x im a l a e tiv itie s o f PA L in the b a r k s
o f the ir l‘ye a r一 o ld d o rma
n t s te
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r e s e e n in the to P o f s tem w ith o u t e x
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ose o f the m 、ve r e s im ila r in m a in
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加血I Par ts th e PAL ac tiv it ie 3 v a r ie d w ith e lo n e s 3 ig n ifie a n tly , a m o n g the m
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