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维生素B6(VB6)是一类化合物的总称。近年来研究发现VB6在植物体内发挥抗逆作用。烟草作为模式植物其体内VB6的存在形态还未见报道。本研究采用高效液相色谱荧光检测技术对烟草体内VB6的存在形态进行了分析。结果表示:
土壤栽培烟草叶、茎和根中VB6的含量依次为2.9、1.7、3.0μg/g鲜重;组培烟草叶片的VB6 含量为3.9μg/g鲜重,构成比为磷酸吡哆胺(PMP)7%、吡哆胺(PM)14%、磷酸吡哆醛(PLP)19%、吡哆醛(PL)29%、吡哆醇(PN)30%;组培烟草在连续3周的检测过程中,PLP和PL含量下降、PN含量上升,VB6总量保持相对稳定。研究结果有助于以烟草为材料,进一步开展植物体内VB6 代谢机制和特殊生理机制的研究。
本文通过构建组织培养模型,在组织水平上探讨植物体内的代谢机制。采取在MS 培养基上外源添加VB6(PM,PL,PN)干涉植物的生理环境,采用应答分析的方式,系统分析VB6的存在形态。取烟草叶片组织加液氮研磨加提取液得到粗酶液,测定相关代谢酶的酶活,分析VB6 相关代谢酶酶活变化为应答分析提供依据。外源添加PM后叶片中PM 增加到54 倍,PL增加到7.7倍,PN 增加到11倍;外源添加PL后叶片组织中PL增加到12倍,PN增加到28倍,PM增加到9倍;外源添加PN后叶片中PN增加到40倍,PM增加到4倍。以上三种不同处理并未引起PMP、PLP量得变化。三种处理VB6总量都显著变化。
为了分析植物吸收VB6的方式,通过在MS培养基中设置不同的梯度,分析添加量和吸收量的关系,发现烟草吸收VB6的方式为自由扩散。
本实验摸索出烟草VB6体外代谢相关代谢酶的最适反应条件,发现PL激酶最适pH5.5反应时间3h,PNP/PMP氧化酶最适pH9.0反应时间2h,PLP-磷酸酶最适pH5.5反应时间10min,PL还原酶最适pH7.0反应时间2h,PM-丙酮酸转氨酶最适pH11,反应时间2h。反应温度都为37℃。
在上述最适的酶反应条件下测得各酶的酶活分别为PL激酶0.03±0.01nmol/min/g鲜重,PNP/PMP氧化酶0.12±0.01nmol/min/g鲜重,PLP-磷酸酶179.71±41.46nmol/min/g鲜重,PL还原酶0.78±0.04nmol/min/g鲜重,PM-丙酮酸转氨酶2.14±0.15nmol/min/g鲜重。VB6进入植物体内,引起体内VB6量的迅速增加外,同时也引起了相关酶活性的变化,三种处理都会引起PLP-磷酸酶活性的增加;PL激酶活性的降低,PNP/PMP氧化酶的增加,PL还原酶活性的增加仅见于PL添加组。PM-丙酮酸转氨酶都有所增加。