Phân bố và miễn dịch tại chỗ của enzym tổng hợp stachyose trong Cucumis melo L.

Planta - Tập 185 - Trang 479-486 - 1991
Uta Holthaus1, Klaus Schmitz1
1Botanisches Institut, Universität Köln, Köln 41, Germany

Tóm tắt

Bằng chứng gián tiếp về vị trí tổng hợp stachyose đã được cung cấp thông qua việc xác định sự xuất hiện và phân bố của stachyose, raffinose và galactinol, tác nhân cho phần galactosyl trong tổng hợp stachyose, trong giống dưa lưới Cucumis melo L. cv. Ranjadew. Nghiên cứu về hoạt động enzym trong tổng hợp các loại đường này và sự phân bố của chúng trong các bộ phận thực vật khác nhau và các mẫu tách biệt đã dẫn đến kết luận rằng stachyose chủ yếu được tổng hợp ở lá và hạt trưởng thành. Tuy nhiên, hoạt động của enzym stachyose-synthase thay đổi theo độ tuổi của lá, giai đoạn phát triển của cây, mùa sinh trưởng và giống cây được sử dụng. Không thể phát hiện stachyose hay hoạt động của stachyose-synthase trong protoplasts mô giậu tách biệt và lạp lục, trong khi cả hai đều được tìm thấy trong phần giàu mạch phụ tách biệt từ lá trưởng thành. Kết luận rằng tổng hợp stachyose liên quan đến các mạch phụ được xác nhận bởi sự miễn dịch hóa của enzym. Sự phản ứng miễn dịch cụ thể tích cực của stachyose synthase với kháng thể chống stachyose-synthase đa dòng, được gán nhãn bằng protein A-vàng, đã được phát hiện ở các tế bào trung gian của các mạch phụ của lá. Ý nghĩa của việc tổng hợp cục bộ loại đường vận chuyển chính cho việc nạp phloem trong lá trưởng thành của Cucumis melo được thảo luận.

Từ khóa

#stachyose #raffinose #galactinol #tổng hợp đường #Cucumis melo #enzym #miễn dịch hóa #phân bố.

Tài liệu tham khảo

Bourne, E.J., Walter, M.W., Pridham, J.B. (1965) The biosynthesis of raffinose. Biochem. J. 97, 802–806 Dey, P.M. (1985) d-galactose-containing oligosaccharides. In: The biochemistry of storage carbohydrates in green plants, pp. 253–281, Dey, P.M., Dixon, R.A., eds. Academic press London Eschrich, W. (1963) Der Phloemsaft von Cucurbita ficifolia. Planta 60, 216–224 Gamalei, Y., Pakhomova, M.V. (1981) Distribution of plasmodesmata and parenchyma transport of assimilates in the leaves of several dicots. Soviet Plant Physiol. 28, 649–661 Gaudreault, P.-R., Webb, J.A. (1981) Stachyose synthesis in leaves of Cucurbita pepo. Phytochemistry 20, 2629–2633 Gunning, B.E.S., Robards, A.W. (1976) Plasmodesmata: current knowledge and outstanding problems. In: Intercellular communications in plants: studies on plasmodesmata, pp. 297–311, Gunning, B.E.S., Robards, A.W., eds. Springer, Berlin Heidelberg New York Handley, L.W., Pharr, D.M., McFeeters, R.F. (1983) Carbohydrate changes during maturation of cucumber fruit. Plant Physiol. 72, 498–502 Hassid, W.Z. (1967) Transformation of sugars in plants. Annu. Rev. Plant Physiol. 18, 253–281 Hendrix, J.E. (1968) Labeling pattern of translocated Stachyose in squash. Plant Physiol. 43, 1631–1636 Hendrix, J.E. (1977) Phloem loading in squash. Plant Physiol. 60, 567–569 Hendrix, J.E. (1982) Sugar translocation in two members of the Cucurbitaceae. Plant Sci. Lett. 25, 1–7 Hendrix, D.L. (1990) Carbohydrates and carbohydrate enzymes in developing cotton ovules. Physiol. Plant 78, 85–92 Holthaus, U., Schmitz, K. (1991) Stachyose synthesis in mature leaves of Cucumis melo. Purification and characterization of Stachyose synthase (EC. 2.4.1.67). Planta 184, 525–531 Huber, J.L.A., Pharr, D.M., Huber, S.C. (1990) Partial purification and characterization of Stachyose synthase in leaves of Cucumis sativus and Cucumis melo: utilization of a rapid assay for myoinositol. Plant Sci. 69, 179–188 Imhoff, V. (1973) Synthesis of galactosides by chloroplasts isolated from pea leaves. Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 354, 1550–1554 Kandler, O., Hopf, H. (1980) Occurrence, metabolism and function of oligosaccharides. In: The biochemistry of plants, vol. 3, pp. 221–270, Preiss, J., ed. Academic press, New York Kandler, O., Hopf, H. (1982) Oligosaccharides based on sucrose (sucrosyl oligosaccharides). In: Encyclopedia of plant physiology, NS., vol. 13A: Plant carbohydrates I, Intracellular carbohydrates, pp. 348–383, Loewus, F.A., Tanner, W., eds. Springer, Berlin Heidelberg New York Keller, F. (1989) Biochemistry and physiology of non-fructan sucrosyl-oligosaccharides and sugar alcohols in higher plants. J. Plant Physiol. 134, 141–147 Keller, F., Matile, Ph. (1985) The role of the vacuole in storage and mobilization of Stachyose in tubers of Stachys sieboldii. J. Plant Physiol. 119, 369–380 Lehle, L., Tanner, W. (1973) The function of myo-inositol in the biosynthesis of raffinose. Eur. J. Biochem. 38, 103–110 Lehle, L., Tanner, W. Kandler, O. (1970) Myo-inositol, a cofactor in the biosynthesis of raffinose. Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 351, 1494–1498 Madore, M.A., Webb, J.A. (1981) Leaf free space and vein loading in Cucurbita pepo. Can. J. Bot. 59, 2550–2557 Madore, M.A., Webb, J.A. (1982) Stachyose synthesis in isolated mesophyll cells of Cucurbita pepo. Can. J. Bot. 60, 126–130 Madore, M.A., Mitchell, D.E., Boyd, C.M. (1988) Stachyose synthesis in source leaf tissues of the CAM plant Xerosicyos danguyi H. Humb. Plant Physiol. 87, 588–591 Pharr, D.M., Sox, H.N., Locy, R.D., Huber, S.C. (1981) Partial characterization of the galactinol forming enzyme from leaves of Cucumis sativus L. Plant Sci. Lett. 23, 25–33 Pharr, D.M., Huber, S.C., Sox, H.N. (1985) Leaf carbohydrate status and enzymes of translocate synthesis in fruiting and vegetative plants of Cucumis sativus L. Plant Physiol. 77, 104–108 Pridham, J.B., Hassid, W.Z. (1965) Biosynthesis of raffinose. Plant Physiol. 40, 984–986 Pristupa, N.A. (1959) Über die transportierte Form von Kohlenhydraten in Kürbispflanzen. Fiziol. Rastenij. Akad. Nauk. SSSR 6, 30–35 Reynolds, E.S. (1963) The use of lead citrate at high pH as an electronopaque stain in electron microscopy. J. Cell Biol. 17, 208–212 Richardson, P.T., Baker, D.A., Ho, L.C. (1982) The chemical composition of cucurbit vascular exudates. J. Exp. Bot. 33, 1239–1247 Richardson, P.T., Baker, D.A., Ho, L.C. (1984) Assimilate transport in cucurbits. J. Exp. Bot. 35, 1575–1581 Schmitz, K., Holthaus, U. (1986) Are sucrosyl-oligosaccharides synthesized in mesophyll proloplasls of malure leaves of Cucumis melo? Planla 169, 529–535 Schmitz, K., Cuypers, B., Moll, M. (1987) Pathway of assimilate transfer belween mesophyll cells and minor veis in leaves of Cucumis melo L. Planla 171, 19–29 Senser, M., Kandler, O. (1967) Galaclinol, ein Galaclosyldonor für die Biosynthese der Zucker der Raffinosefamilie in Blältern. Z. Pflanzenphysiol. 57, 376–388 Tanner, W., Seifarth, H., Kandler, O. (1968) Der Umsalz der Oligosaccharide in reifenden und keimenden Samen von Phaseolus vulgaris. Z. Pflanzenphysiol. 58, 369–377 Turgeon, R., Hepler, P.K. (1989) Symplastic continuity between mesophyll and companion cells in minor veins of malure Cucurbita pepo L. leaves. Planta 179, 24–31 Turgeon, R., Webb, J.A. (1975) Leaf developmenl and phloem transporl in Cucurbita pepo: Carbon economy. Planta 123, 53–62 Turgeon, R., Webb, J.A., Evert, R.F. (1975) Ultrastructure of minor veins in Cucurbita pepo leaves. Protoplasma 83, 217–232 Webb, J.A. (1982) Partial purification of galactinol synthase from leaves of Cucurbita pepo. Can. J. Bot. 60, 1054–1059 Webb, J.A. (1987) Phloem loading in Cucurbita pepo appears predominantly symplastic. XIV Int. Bot. Congr. (Berlin) Abstr. 1-18-6 Webb, J.A., Gorham, P.R. (1964) Translocation of photosynthetically assimilated C14 in straight-necked squash. Plant Physiol. 39, 663–672