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1、148植物生理学报,ActaPhytophysiologicaSinica2000,26(2):148～152植物中草酸积累与光呼吸乙醇酸代谢的关系3李宝盛彭新湘李明启(华南农业大学生物技术学院,广州510642)摘要:对几种C3和C4植物中草酸含量及相应的乙醇1材料与方法酸氧化酶活性测定结果表明:叶片光呼吸强度及其关键酶活性大小与草酸积累量没有相关性;植物根中均1.1材料培养能积累草酸,但未测出乙醇酸氧化酶活性。烟草根、叶晒红烟(NicotianatabacumL.cv.82262)由广东中的草酸含量在不同生长时期差异明显,且二者呈极省农科院提供
2、。预萌发后播种于土盆,长至3～4显著正相关(y=2.565lnx+2.137,r=0.749,P<叶移栽到大田或水培(Hoagland营养液)。水稻、黄0.001),说明根中草酸可能来自叶片。氧化乙醇酸的瓜、玉米、高粱、苋菜、菠菜均为大田栽培,长至营养酶的活性与氧化乙醛酸的酶的活性呈极显著线性正相生长后期取中位叶供分析测定。酢浆草采自野外。关(y=0.241x+0.006,r=0.967,P<0.0001),进一步1.2草酸含量测定证实是乙醇酸氧化酶催化了两种底物的反应。烟草在按Baker(1954)方法并加以修改。取2g叶或不同生长期叶片中草酸总
3、含量变化与相应的乙醇酸氧根,加入2ml6mol/L的HCl研磨,匀液移入40ml化酶活性变化亦没有相关性;低磷胁迫可显著诱导烟刻度试管,用20ml蒸馏水分次洗研钵后并入匀浆草根叶中的草酸形成和分泌,但并未影响乙醇酸氧化液,然后在沸水浴中加热15min,冷却后定容,过酶活性,进一步证明草酸积累与该酶活性大小无关。夜。次日离心(15000×g,15min)去沉淀,取上清液25ml于离心管中,加入5ml磷钨酸试剂,放置5关键词:草酸,乙醇酸氧化酶,缺磷,植物h以上。离心去沉淀,取20ml上清液,用浓氨水调学科分类号:Q945pH到4～4.5,加入5ml1
4、.0mol/LpH4.5的醋酸草酸一般被认为是植物的一种代谢终产物,缓冲液(含0.45mol/L的CaCl2),置4～7℃下16h没有明显的生理意义。但越来越多的研究资料表以上。离心弃上清液,沉淀用5ml10%的H2SO4在明:草酸可能在调节细胞Ca2+浓度、促进硝酸还沸水浴中充分溶解,趁热用0.0025mol/L的KMnO4滴定至粉红色。原、诱导植物抗病性、螯溶土壤中难溶性磷和抗铝1.3乙醇酸氧化酶活性测定毒过程中起重要作用(彭新湘和李明启1987,按Hall等(1985)方法加以修改。取0.5g叶片Franceschi1987、1989,Fox
5、等1990,胡红青等1997,或根,加入5ml100mmol/L的磷酸缓冲液(pH8.0),Ma等1997,张宗申等1998,Ma和Miyasaka1998)。充分匀浆后用15000×g冷冻离心15min,上清液我们最近的研究结果显示:草酸还可能在植物的铁作为粗酶液备用。向试管中加入2ml100mmol/L营养效率中起重要作用(待发表资料)。所以系统的磷酸缓冲液(pH8.0)、0.1ml30mmol/L的42氨深入地研究草酸的合成及其调控机理具有重要的基安替吡啉、0.1ml150单位/ml的辣根过氧化物理论和实际意义。酶、0.3ml20mmol/L
6、的苯酚、0.3ml1mmol/L的前人的研究表明,草酸主要在植物叶片中合FMN、0.1ml粗酶液,摇匀后在30℃恒温水浴中保成,合成途径主要有两条:一条是光呼吸途径,首先温10min,加入0.1ml150mmol/L的乙醇酸或乙醛乙醇酸被氧化生成乙醛酸,接着乙醛酸再被氧化生酸后用分光光度计于A520处测定,每30s读数1成草酸,催化这两步反应的酶都是乙醇酸氧化酶次,共测2min。(Richardson和Tolbert1961,Davies和Asker1983,1.4蛋白质测定Havir1983);另一条是抗坏血酸途径,即由抗坏血参照Bradford
7、(1976)方法。以牛血清白蛋白酸裂解后产生草酸,其生化反应机理尚不很清楚作标准蛋白质。(Libert和Franceschi1987)。根中草酸来源研究很少,推测可能是在叶片中合成后再运至根部。但根1999202202收到,1999207205接受。自身是否能合成草酸更值得深入研究。本文拟进本研究由霍英东教育基金提供资助。3通讯作者。一步探讨植物中草酸形成的机理。2期李宝盛等:植物中草酸积累与光呼吸乙醇酸代谢的关系149几乎测不出来,而草酸含量很低的黄瓜叶片中的酶2结果活性却很高。植物根中普遍存在草酸,但均没有该2.1不同植物中的草酸含量及乙醇酸氧
8、化酶活性酶活性。苋菜、高粱、玉米等C4植物属低光呼吸植不同植物根、叶中的草酸含量差异显著(表物,叶片中的草酸含量却大小不一
