番茄花柄脱落相关酶—多聚半乳糖醛酸酶的提取纯化及其性质研究

论文摘要

器官脱落是自然界普遍发生的现象，是植物对环境长期适应的结果。然而在农业生产中，由于脱落而引起番茄等作物的落花、落果现象，严重影响了产量，给生产带来巨大损失。业已证明，多聚半乳糖醛酸酶活性与植物器官脱落进程密切相关，为了进一步研究脱落相关多聚半乳糖醛酸酶的性质及其活性调控机制，本实验以20μl·L-1乙烯处理的离体番茄花柄为试材，建立了与脱落相关的多聚半乳糖醛酸酶提取与纯化体系，并对其部分性质及活性调控进行研究。主要的研究结果如下：1．明确了不同提取条件对番茄花柄粗提液中多聚半乳糖醛酸酶活性的影响，筛选出最佳提取条件为50 mmol·L-1乙酸缓冲液（pH=5．5）为提取液，加入0．1 M NaCl，1 mMDTT；并明确硫酸铵分级沉淀法不适于多聚半乳糖醛酸酶的提取。2．建立了番茄花柄多聚半乳糖醛酸酶的纯化条件。即：将多聚半乳糖醛酸酶粗提液经低温浓缩后，首先根据分子量的不同，经Sephadex G-75凝胶层析分离纯化，流速为0．2 mL·min-1、上样量为3．5mL，多聚半乳糖醛酸酶的纯化倍数达到了17．38倍，回收率为63．92％；再将凝胶层析分离的活性部分低温浓缩后，经CM Sepharose CL-6B离子交换层析再次纯化，流速0．3 mL·min-1、洗脱液pH值为5．5，最终纯化倍数达到了30．85倍，回收率为52．58％。3．确定了番茄花柄多聚半乳糖醛酸酶的分子量为30．2 kD。4．明确了番茄花柄多聚半乳糖醛酸酶的主要性质。即：最适pH值为5．0；最适反应温度为40℃；在3012条件下，酶的稳定性较好，温度高于40℃时酶易失活；以多聚半乳糖醛酸钠为底物的Km值为26．14 mg·mL-1。5．明确了不同金属离子对多聚半乳糖醛酸酶活性的影响。具体结果表明：1 mmol·L-1的Ca2+、Cu2+、Ba2+、Co2+、Mn2+则对酶活性有抑制作用，而1 mmol·L-1的Mg2++、K+、Fe2+、Zn2+、Fe3+对纯化酶活性有促进作用。但高浓度的Mg2+与K+对PG反而有抑制作用。6．明确了不同浓度的生长调节剂对番茄花柄多聚半乳糖醛酸酶活性的影响。即：GA和IAA对PG的活性有抑制作用，最适浓度分别为0．3 mg·mL-1和0．1 mg·mL-1；ABA对PG的活性有促进作用，最适浓度为0．3 mg·mL-1；低浓度的ZT对PG活性有促进作用，但作用不显著，当ZT浓度升高后，反而对PG的活性起到了抑制的作用，当ZT浓度为0．2mg·mL-1时，抑制效果最明显。7．本研究首次通过探讨调控多聚半乳糖醛酸酶的性质来调控番茄花器官脱落，为防止番茄等作物的落花、落果开辟了新的途径。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1 植物器官脱落特征与脱落相关酶的研究进展
• 2 植物多聚半乳糖醛酸酶（PG）的研究进展
• 3 本课题研究的目的和意义
• 第一章 番茄花柄脱落相关的多聚半乳糖醛酸酶的提取、纯化
• 第一节 多聚半乳糖醛酸酶抽提条件的研究
• 第二节 多聚半乳糖醛酸酶纯化条件的探索
• 第三节 多聚半乳糖醛酸酶纯化程序的建立及分子量测定
• 本章讨论
• 第二章 多聚半乳糖醛酸酶的性质及活性调控
• 第一节 纯化多聚半乳糖醛酸酶的性质研究
• 第二节 不同离子对多聚半乳糖醛酸酶活性的影响
• 第三节 植物生长调节剂对多聚半乳糖醛酸酶活性的影响
• 本章讨论
• 总结
• 1 多聚半乳糖醛酸酶的提取、纯化条件对酶活性的影响
• 2 纯化多聚半乳糖醛酸酶的性质研究
• 3 多聚半乳糖醛酸酶的活性调控
• 参考文献
• 致谢
• 附录