全 文 ：园 艺 学 报 2002, 29 ( 6) : 575~ 576
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期: 2002- 04- 18; 修回日期: 2002- 09- 18
基金项目: 河北省农林科学院博士基金资助项目
* 通信作者 Author for correspondence, Email: junfengguan@ 263. net
草莓成熟过程中 NAD激酶、NADP磷酸酶活性
顾采琴1, 2 关军锋2* 席 芳1 李广敏2
( 1浙江大学农工食品学院, 杭州 310029; 2 河北省农林科学院农业物理生理生化研究所, 石家庄 050051)
摘 要: 研究了 春星 草莓果实成熟时NAD激酶、NADP磷酸酶活性及 NAD激酶部分特性。结果表
明, NAD激酶和 NADP磷酸酶活性在果实绿色期到乳白期升高, 粉红期下降, 全红期又再次升高。NAD 激
酶可被 Ca2+ 强烈抑制, 被 EGTA ( Ca2+ 专一性螯合剂) 激活。随着成熟进程, NAD激酶对 ATP的依赖性增
加。
关键词: 草莓; 果实; 发育; NAD激酶; NADP磷酸酶; 钙
中图分类号: S 668. 4 文献标识码: A 文章编号: 0513353X ( 2002) 06057502
1 目的、材料与方法
以草莓果实为试材, 对其成熟过程中 NAD 激酶 ( NAD kinase, NADK) 和 NADP 磷酸酶 ( NADP
phosphatase) 活性及NAD激酶 的部分特性进行了研究, 以期进一步揭示果实成熟调控机理。2001年 5
月自河北省农林科学院石家庄果树研究所采收不同成熟度 (绿色期、乳白期、粉红期和全红期) 的
春星 草莓 ( Fragaria ananassa Duch. ) 果实。用不锈钢小刀去除果实表面带有种子的外皮层 0. 5 ~
1. 0 mm后, 分别将各时期的若干个果实果肉 500 g 混匀, 取 5 g (重复 3次) 液氮速冻, 置于- 20 !
冰箱内保存备用。5 g 样品加 5 mL NADK 和 NADP 磷酸酶提取液 (含 TrisHCl 50 mmol∀L- 1, 0. 5%
PVP, PMSF 8. 7 mg∀L- 1) , 在冰浴中研磨, 4 ! 下 34 000 g 离心 40 min, 取上清液分别测定 NADK和
NADP磷酸酶的活性#1~ 3∃。不同浓度的CaCl2、ATP、EGTA处理时直接加入酶反应介质中 0. 5 h后测定
酶活性。测定蛋白含量参照 Bradford#4∃的方法, 以 BAS为标准蛋白。所有测定至少重复 3次。
2 结果与分析
2. 1 不同发育阶段 NADK、NADP磷酸酶活性
草莓果实 NADK 和 NADP 磷酸酶活性从绿色
期到乳白期均分别提高 65% 和 116%, 从乳白期
到粉红期下降, 全红期比绿色期提高 131% 和
125% (图 1) , 说明草莓果实成熟与 NADK 和
NADP磷酸酶活性升高密切相关, 尤其是 NADK
活性升高幅度较大, 与成熟的关系更为密切。
2. 2 Ca2+、EGTA、ATP对 NADK活性的影响
在不同发育阶段果实的酶反应介质中加入
0. 5mmol ∀L- 1的 CaCl2, 与对照 (不加 CaCl2) 相
比, NADK均受到抑制。其中绿色期、全红期酶
活性分别受抑制 21%、83%, 表明随着果实成熟,
图 1 草莓果实不同发育阶段 NADK和NADP磷酸酶活性的变化
Fig. 1 Changes in activities of NAD kinase and NADP phosphatase
in strawberry fruits at different development stage
NADK对 Ca2+ 的敏感性增强。若在粉红期果实的酶反应介质中加入不同浓度 CaCl2 ( 1、2和 4 mmol∀
L- 1) , NADK活性分别比对照降低约 20%、45%和 80%, 说明外源 Ca2+ 可抑制 NADK活性。
EGTA是细胞外 Ca2+ 专一性螯合剂。在绿色期和全红期果实酶反应体系中加入不同浓度的 EGTA,
NADK活性均明显提高。在一定范围内, EGTA 浓度越高, 酶活性增幅越大。在相同 EGTA 处理浓度
下, 绿色期酶活性提高幅度大于全红期, 如 EGTA 为 2 mmol∀L- 1时, 与对照相比, 提高酶活性约 2
倍, 全红期仅提高 62. 5%。
粉红期果实 NADK活性达到最大值时所需 ATP浓度范围较宽 ( 2~ 9 mmol∀L- 1) , 绿色期、乳白期
和全红期分别为 3、6和 12 mmol∀L- 1, 说明随着果实成熟, NADK活性达到最大值时所需 ATP 浓度有
增高趋势, 即NADK对ATP 的依赖性增强, 同时存在ATP 浓度的阈值效应。
草莓果实从绿色期到全红期, NADK、NADP 磷酸酶活性呈上升、下降、再上升趋势, 与其呼吸
速率的变化趋势#5∃相似, 特别是成熟时的NADK活性明显升高与呼吸速率升高#5∃的趋势是一致的, 暗
示着NADK调节的氧化还原代谢与成熟时呼吸作用密切相关。
本试验结果显示, Ca2+ 对草莓 NADK活性有抑制作用, 并且随着外源 Ca2+ 浓度的增加, 其活性
受抑制程度增加, 而 EGTA对NADK起激活作用, 说明细胞外 Ca2+ 对草莓果实NADK起抑制作用, 这
与Delumeau等#6∃用番茄悬浮细胞为试材的研究结果一致。由于果实成熟时 NADK活性升高, 因此,
外源 Ca2+ 对NADK活性的抑制作用可能是外源 Ca2+ 抑制果实成熟衰老的原因之一, 调节果实细胞内
Ca2+ 浓度有可能改变果实成熟进程。试验结果还表明随着草莓成熟进程, NADK对 ATP 的依赖性逐渐
增强, 这可能与果实发育成熟需要更多 ATP支持有关#7∃。
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The Activities of NAD Kinase and NADP Phosphatase and Some Characteristics
of NAD Kinase in Strawberry during Fruit Maturation
Gu Caiqin1, 2, Guan Junfeng2, Xi Yufang1, and Li Guangmin2
( 1 Agriindustry Food College, Zhej iang University , Hangzhou 310029, China; 2Institute of AgroPhysic, Plant Physiology and Bio
chemistry , H ebei A cademy of Agriculture and Forestry Sciences , Shijiazhuang 050051, China)
Abstract: The act ivities of NAD kinase and NADP phosphatase and some characteristics of NAD kinase in
strawberry fruits during maturation were studied. The results showed that from green to white stage, the activities of
NAD kinase and NADP phosphatase increased, but decreased from white to pink stage and increased again from
pink to red stage in strawberry fruits. The activity of NAD kinasewas inhibited significantly by Ca2+ and stimulated
by EGTA ( a calcium chelator) . The dependence degree of NAD kinase on ATP was increased with the maturation
of strawberry fruits.
Key words: Strawberry; Fruit ; Development ; NAD kinase; NADP phosphatase; Calcium
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