论文部分内容阅读
β-甘露聚糖酶(endo-β-mannanase，EC 3.2.1.78)是降解甘露聚糖或含甘露聚糖的多糖的水解酶之一。植物器官的脱落涉及细胞壁的降解，而甘露聚糖是普遍存在于植物细胞壁中的一种半纤维素成分，所以细胞壁发生降解也会涉及甘露聚糖降解。因此β-甘露聚糖酶可能与植物器官的脱落有关。本文以大豆(Glycine max(L.)Merrill)品种“本地2号”为材料，采用离体(外植体)和活体(植株)的方式进行试验，从酶活性、同工酶、蛋白质水平变化情况的角度，研究β-甘露聚糖酶与大豆花果脱落的关系。结果总结如下：
花柄外植体实验中，在无植物激素处理时，外植体上的花柄从24 h开始脱落并在72 h时脱落率超过50％；花柄离区组织中β-甘露聚糖酶活性在48 h出现最大值；等电聚焦电泳检测同工酶实验表明，未发生脱落时花柄离区和非离区组织中只有一个β-甘露聚糖酶同工酶(pI 9.0)，从24 h起增加了三个同工酶(pI 8.2、pI 7.4和pI6.6)；Western blot结果显示，40 kDa的β-甘露聚糖酶蛋白条带从24 h在花柄离区首先出现。IAA在远基端处理花柄外植体后，各时间点上脱落率比对照低；花柄离区组织中酶活性在96 h达最大值；与对照相比，花柄离区和非离区组织中的pI 8.2、pI 7.4和pI 6.6三个p.甘露聚糖酶同工酶推迟至48 h才出现；β-甘露聚糖酶蛋白条带从24 h在花柄非离区首先出现。乙烯利处理花柄外植体后，外植体上的花柄从24 h开始脱落并在48 h时脱落率超过50％；花柄离区组织中酶活性也在48 h出现最大值；同工酶变化情况与对照相似；β-甘露聚糖酶蛋白条带却在48 h时离区和非离区中出现。
果柄外植体实验中，在无植物激素处理时，外植体上的果柄从24 h开始脱落并在72 h时脱落率超过50％；果柄离区组织中β-甘露聚糖酶活性在72 h出现最大值；等电聚焦电泳检测同工酶实验表明，未发生脱落时果柄离区和非离区组织中只有两个β-甘露聚糖酶同工酶(pI 9.0和pI 5.9)，从24 h起增加了三个同工酶(pI 8.2、pI7.4和pI 6.6)，到48 h又再增加了3条β-甘露聚糖酶同工酶带，pI分别为6.3、6.2和5.4；Western blot结果显示，40 kDa的β-甘露聚糖酶蛋白条带从24 h在果柄离区首先出现。IAA在远基端处理果柄外植体后，各时间点上脱落率比对照低；果柄离区酶活性在24 h达最大值；果柄离区和非离区组织中的β-甘露聚糖酶同工酶pI 6.2延迟至72 h出现，而pI 5.4同工酶条带没有出现，其他同工酶出现时间同对照；p-甘露聚糖酶蛋白条带从24 h在果柄离区和非离区中首先出现。乙烯利处理果柄外植体后，外植体上的果柄从24 h开始脱落并在此时脱落率超过50％；果柄离区组织中酶活性也在96 h出现最大值；同工酶变化情况与对照相似：β-甘露聚糖酶蛋白条带却在48 h时离区和非离区中出现。在活体进行的花脱落实验中，乙烯利促进了花脱落；但没有明显增强花柄离区中的酶活性；等电聚焦电泳检测同工酶实验表明，乙烯利处理后花柄离区比对照多出一个同工酶(pI 8.2)，但无论对照和乙烯利处理，同工酶数量没有随处理时间明显增减，都出现pI 9.0、pI 6.0和Pi5.9；Western blot结果显示，40 kDa的β-甘露聚糖酶蛋白条带没有在花柄离区或非离区中出现。
在活体进行的果荚脱落实验中，乙烯利促进了果荚脱落；但没有明显增强果柄离区中的酶活性；等电聚焦电泳检测同工酶实验表明，乙烯利处理后果柄离区和非离区中β-甘露聚糖酶同工酶数量和对照的一样，而且无论对照和乙烯利处理，同工酶数量没有随处理时间明显增减，都出现Pi 9.0、Pi 8.2、Pi 6.6和p15.9；Western blot结果显示，40 kDa的β-甘露聚糖酶蛋白条带没有在果柄离区或非离区中出现。
在活体进行的叶片脱落实验中，乙烯利促进了叶片脱落；但没有明显增强果柄离区中的酶活性；等电聚焦电泳检测同工酶实验表明，乙烯利处理后果柄离区和非离区中β-甘露聚糖酶同工酶数量和对照的一样，而且无论对照和乙烯利处理，同工酶数量没有随处理时间明显增减，都出现Pi 9.0、Pi 8.2和Pi5.9；Western blot结果显示，40 kDa的β-甘露聚糖酶蛋白条带没有在叶柄离区或非离区中出现。
由此可见，β-甘露聚糖酶在脱落过程中的组织特异性不明显；当材料发生密集脱落时(脱落率≥50％)β-甘露聚糖酶活性不一定能达到最大值；Pi为9.0的甘露聚糖酶同工酶与脱落进程无关。Western Blot中40 kDa的β-甘露聚糖酶蛋白和Pi为7.4、6.3、6.2的β-甘露聚糖酶同工酶，可能是实验材料对离体时的伤害响应而产生的。到此可推断，β-甘露聚糖酶与大豆花果脱落具一定相关性，但它不是脱落产生的关键酶。