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標題: 多元胺(polyamines)對玉米子粒發育的影響
Effect of polyamines on kernel development of maize(Zea mays L.)
作者: 林忠毅
Lin, John-Yee
關鍵字: maize
玉米
kernel development
polyamine
sink
source
enzyme activity
子粒發育
多元胺
積儲
供源
酵素活性
出版社: 農藝學系
摘要: 玉米單交品種台農1號及台農351號5之子粒發育期間, 自由態putrescine(PUT)含量似有 兩個高峰期, 分別在R1及R3生長期. 自由態spermidine(SPD)以乾重單位含量為基準在R1生 長期表現很高, 爾後迅速下降;自由態cabaverine(CAD) 及spermine(SPM)的含量均很低;結 合態多元胺含量變異很大, 唯其含量變化類似於自由態者. 自由態PUT含量高峰所處的R3生 長期,正值子粒乾物質直線充實期之起始階段, 此時子粒乾物重開始迅速 增加,含水量明顯下 降;而且PUT以胚乳為最主要的存在部位. 因此認為自由態PUT的含量,可能 與玉米子粒乾物質 蓄積有關. 利用降低氮肥用量的處理方式來探討多元胺的含量變化,發現台農一號控制組果 穗上位子粒以及低氮處理果穗下位子粒的蓄積乾物質能力均較低,其自由態PUT含量亦較低. 利用剪葉處理能降低果穗下位子粒乾重,並發現會降低R3生長期及其後的自由態PUT含 量;剪葉處理再配合低氮處理會增強果穗下位子粒乾重及自由態PUT含量之降幅.唯藉由遮陰 (85%)以減少供源或藉由減少授粉以降低積儲的試驗中,子粒內自由態PUT含量并未呈現一致 的反應.究其原因可能是未能有效的控制子粒大小,以及田間外在環境變異太大. 在離體培養的玉米子粒充實過程中,其乾重量增加,含水量下降以及多元胺含量的變化, 均與田間植株果穗上子粒發育過程中所呈現的變化十分類似.在子粒離體培養的培養基中添 加PUT的合成抑制劑D-arginine(D-ARG)會抑制PUT合成,並顯著抑制子粒R3生長期乾物質蓄 積能力;在添加 80 mM D-ARG 處理的培養基中若再添加 10 mM PUT,卻可顯著增加子粒的乾 物質蓄基能力.分析其生理代謝活性,發現PUT可部分恢復D-ARG所抑制的子粒可溶性糖,澱粉 含量及糖類代謝酵素UDP glucose pyrophosphorylase(UDPGppase)及phosphoglucomutase (PGM) 的活性.這些結果暗示了減少多元胺含量會降低玉米子粒可溶性糖,澱粉含量及蓄積 乾物質能力,並藉由UDPGppase及PGM等酵素活性的改變來達成. 不論是控制子粒離體培養基內之蔗糖含量,氮素含量的減少供源,或是控制水分,鹽分或 溫度的逆境處理,均會降低子粒在R3生長期之後的乾物質蓄積能力及減少其自由態PUT含量. 添加PUT處理,則可顯著增加水分逆境下的子粒R3生長期乾重. 這種結果似 能顯示改變供源能 力的降低乾物質蓄積能力,與子粒的多元胺含量息息相關. 水分,鹽分及溫 度逆境處理均會伴 隨著SPD含量的增加,本研究中不排除其係環境壓力所引起. 綜合言之,多元胺可能與子粒乾物質的蓄積有關. 多元胺對玉米子粒乾物質蓄積過程之 調控,可能是透過UDPG-ppase及PGM等糖類代謝酵素活性的改變,再經由澱粉等乾物質合成能 力的控制來達成.
URI: http://hdl.handle.net/11455/36931
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