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茶树阶段性返白现象的研究—RuBP羧化酶与蛋白酶的变化*
发布时间 2012-05-09 浏览 42945 次
的变化
Fig.3 Variation of RuBPcase activity at the different albescent stages of Anjibaicha2.3 返白过程中蛋白酶的变化
RuBP羧化酶大、小亚基含量的同时下降提示我们需对蛋白的降解作一分析，为此测定了白茶突变体返白与复绿各阶段蛋白水解酶的活性、可溶性蛋白含量和游离氨基酸总量。其结果(图4)表明，与随后的复绿阶段相比，返白期蛋白水解酶活性总体较高，可溶性蛋白含量较低，两者有较好的负相关性；而总游离氨基酸明显积累，其峰值与蛋白水解酶活性最大值几乎同时出现。而复绿后蛋白水解酶活性逐步降低；与此对应，可溶性蛋白含量随复绿过程逐步升高，同时游离氨基酸含量下降，游离氨基酸库容的变化与可溶性蛋白含量变化呈较好的负相关性。因此安吉白茶在返白阶段游离氨基酸库容的增大，很可能是由于蛋白酶活性的增大，导致了蛋白质的大量水解引起。
EA：返白初期；FA：全白期；HG：半复绿期；FG：全复绿期
EA: Early albescent stage; FA: Fully albescent stage; HG: Half green stage; FG: Fully green stage
图 4 安吉白茶不同返白复绿阶段可溶性蛋白,游离氨基酸和蛋白酶活性变化
Fig.4 Variation of proteinase activity, soluble protein level and free amino acid content at the different albescent stage of Anjibaicha3 讨论RuBP羧化酶是一种重要的叶蛋白，几乎占叶片可溶性蛋白的50%左右，催化光合作用中CO2的固定。安吉白茶在返白与复绿过程中叶片可溶性蛋白的主要变化是RuBP羧化酶大、小亚基含量上的差异，这种差异与RuBP羧化酶活性的变化是相一致的，与返白过程中蛋白酶活性的变化呈负相关关系。许多学者认为，RuBP羧化酶是植物蛋白酶水解的最佳底物，因此造成RuBP羧化酶大、小亚基含量在白化期下降的原因，很可能是由于突变诱发的蛋白酶活性升高导致了RuBP羧化酶蛋白的大量水解。因此，蛋白酶活性在白化期的显著上升是安吉白茶白化期氨基酸总量增加的直接原因。
高等植物的RuBP羧化酶是一个由核基因和质体基因共同编码的基因产物，其大亚基的合成由叶绿体基因组中单一基因编码，而小亚基的合成则由核基因组中的多基因编码。在水稻中，由叶绿体基因组缺失所导致的花培白化苗，其RuBP羧化酶大亚基水平极低而小亚基较为正常〔5〕，而核基因突变产生的水稻白绿苗〔5〕，则两个亚基同时受到影响。安吉白茶在其返白与复绿过程中，RuBP羧化酶大、小亚基含量基本上同时下降与上升，与水稻白绿苗的情形较为类似。且其种子后代中只有少量种子苗能够保持返白特征，因此安吉白茶的返白突变不可能是仅仅由于质体基因组突变产生。*国家自然科学基金与浙江省自然科学基金资助项目。
作者单位：李素芳 陈 明 虞富莲 成 浩 中国农业科学院茶叶研究所，杭州 310008参考文献1 李素芳，成 浩，虞富莲，晏 静. 安吉白茶阶段性返白过程中氨基酸的变化. 茶叶科学. 1996, 16(2):153～154
2 成 浩，李素芳. 安吉白茶阶段性返白突变的气候调控因子. 中国青年农业科学学术年报. 北京：中国农业出版社，1997, (A卷):572～577
3 李素芳，陈树尧，成 浩. 茶树阶段性返白现象的研究——叶绿体超微结构的变化. 茶叶科学. 1995, 15(1):23～26
4 王维光，李立人．菠菜二磷酸核酮糖(RuBP)羧化酶简化提纯研究．植物生理学报．1980，6(3)：257～261
5 杨 炜，钱 前，黄大年. 水稻白绿苗可转化性与核酮糖1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶小亚基的关系. 科学通报. 1982, 20:1897～1900
6 吴如月. 溶液中蛋白质浓度的测定.蛋白质和酶学研究方法(第一册).鲁子贤主编. 北京：科学出版社， 1989：5～7
7 X H 波钦诺克著. 荆家海，丁钟荣译. 植物生物化学分析方法. 北京:科学出版社，1981: 221～224
8 Laemmli U K. Cleavage of structure proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970, 227:680～685
9 Amane Makino, Tadahiko Mae, Koji Ohira. Purification and storage of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase from rice leaves. Plant & Cell Physiol. 1983, 24(6):1169～1173
Fig.3 Variation of RuBPcase activity at the different albescent stages of Anjibaicha2.3 返白过程中蛋白酶的变化
RuBP羧化酶大、小亚基含量的同时下降提示我们需对蛋白的降解作一分析，为此测定了白茶突变体返白与复绿各阶段蛋白水解酶的活性、可溶性蛋白含量和游离氨基酸总量。其结果(图4)表明，与随后的复绿阶段相比，返白期蛋白水解酶活性总体较高，可溶性蛋白含量较低，两者有较好的负相关性；而总游离氨基酸明显积累，其峰值与蛋白水解酶活性最大值几乎同时出现。而复绿后蛋白水解酶活性逐步降低；与此对应，可溶性蛋白含量随复绿过程逐步升高，同时游离氨基酸含量下降，游离氨基酸库容的变化与可溶性蛋白含量变化呈较好的负相关性。因此安吉白茶在返白阶段游离氨基酸库容的增大，很可能是由于蛋白酶活性的增大，导致了蛋白质的大量水解引起。
EA：返白初期；FA：全白期；HG：半复绿期；FG：全复绿期
EA: Early albescent stage; FA: Fully albescent stage; HG: Half green stage; FG: Fully green stage
图 4 安吉白茶不同返白复绿阶段可溶性蛋白,游离氨基酸和蛋白酶活性变化
Fig.4 Variation of proteinase activity, soluble protein level and free amino acid content at the different albescent stage of Anjibaicha3 讨论RuBP羧化酶是一种重要的叶蛋白，几乎占叶片可溶性蛋白的50%左右，催化光合作用中CO2的固定。安吉白茶在返白与复绿过程中叶片可溶性蛋白的主要变化是RuBP羧化酶大、小亚基含量上的差异，这种差异与RuBP羧化酶活性的变化是相一致的，与返白过程中蛋白酶活性的变化呈负相关关系。许多学者认为，RuBP羧化酶是植物蛋白酶水解的最佳底物，因此造成RuBP羧化酶大、小亚基含量在白化期下降的原因，很可能是由于突变诱发的蛋白酶活性升高导致了RuBP羧化酶蛋白的大量水解。因此，蛋白酶活性在白化期的显著上升是安吉白茶白化期氨基酸总量增加的直接原因。
高等植物的RuBP羧化酶是一个由核基因和质体基因共同编码的基因产物，其大亚基的合成由叶绿体基因组中单一基因编码，而小亚基的合成则由核基因组中的多基因编码。在水稻中，由叶绿体基因组缺失所导致的花培白化苗，其RuBP羧化酶大亚基水平极低而小亚基较为正常〔5〕，而核基因突变产生的水稻白绿苗〔5〕，则两个亚基同时受到影响。安吉白茶在其返白与复绿过程中，RuBP羧化酶大、小亚基含量基本上同时下降与上升，与水稻白绿苗的情形较为类似。且其种子后代中只有少量种子苗能够保持返白特征，因此安吉白茶的返白突变不可能是仅仅由于质体基因组突变产生。*国家自然科学基金与浙江省自然科学基金资助项目。
作者单位：李素芳 陈 明 虞富莲 成 浩 中国农业科学院茶叶研究所，杭州 310008参考文献1 李素芳，成 浩，虞富莲，晏 静. 安吉白茶阶段性返白过程中氨基酸的变化. 茶叶科学. 1996, 16(2):153～154
2 成 浩，李素芳. 安吉白茶阶段性返白突变的气候调控因子. 中国青年农业科学学术年报. 北京：中国农业出版社，1997, (A卷):572～577
3 李素芳，陈树尧，成 浩. 茶树阶段性返白现象的研究——叶绿体超微结构的变化. 茶叶科学. 1995, 15(1):23～26
4 王维光，李立人．菠菜二磷酸核酮糖(RuBP)羧化酶简化提纯研究．植物生理学报．1980，6(3)：257～261
5 杨 炜，钱 前，黄大年. 水稻白绿苗可转化性与核酮糖1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶小亚基的关系. 科学通报. 1982, 20:1897～1900
6 吴如月. 溶液中蛋白质浓度的测定.蛋白质和酶学研究方法(第一册).鲁子贤主编. 北京：科学出版社， 1989：5～7
7 X H 波钦诺克著. 荆家海，丁钟荣译. 植物生物化学分析方法. 北京:科学出版社，1981: 221～224
8 Laemmli U K. Cleavage of structure proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970, 227:680～685
9 Amane Makino, Tadahiko Mae, Koji Ohira. Purification and storage of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase from rice leaves. Plant & Cell Physiol. 1983, 24(6):1169～1173
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