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Sucrose-Enzyme Relationships in Immature Sugarcane Treated With Variable Molybdenum, Calcium, Iron, Boron, Lead, Trichloroacetic Acid, Beta-glycerophosphate, and Starch
Título en español.
Registro en:
10.46429/jaupr.v49i4.13043
Institución
Resumen
Variable levels of the elements molybdenum, calcium, iron, lead, and boron, as well as trichloroacetic acid, ß-glycerophosphate, and starch, were supplied to immature sugarcane grown in the greenhouse. Molybdenum, calcium, and iron were provided in factorial combination to plants in sand culture. Molybdenum, lead, and starch were applied as foliar sprays to a second group of plants grown in soil, and boron, ß-glycerophosphate, plus trichloroacetic acid were likewise applied to the foliage of plants grown in soil. The objectives of these experiments were to determine whether any of the applied materials could alter the action of specific enzymes, and, if so, whether significantly greater sucrose content would result. Leaf and meristem tissues were assayed for sugars, and for the enzymes amylase, invertase, acid phosphatases, starch phosphorylase, peroxidase, and polyphenol oxidase. Molybdenum significantly increased sucrose when applied as a foliar spray (80 p.p.m.), and as a nutrient in sand culture (1 p.p.m.). The molybdenum effect was retarded or reversed when either high calcium (9 p.p.m.) or high iron (6 p.p.m.) was supplied concurrently. Acid phosphatases and amylase were suppressed by high molybdenum, although these effects were greatly dependent upon calcium and iron supply. When applied as a foliar spray, molybdenum suppressed amylase and the phosphatase hydrolyzing glucose-1-phosphate, but not ATP-ase or ß-glycerophosphatase. Invertase was suppressed by high iron (6 p.p.m.) when molybdenum and calcium were low, but was stimulated when molybdenum was high. Lead, when applied to leaves at the rate of 50 p.p.m., caused moderate sucrose increases. Glucose-1-phosphate phosphatase was suppressed by lead in leaves and meristem, as was starch phosphorylase in the leaves. Foliar starch application failed to stimulate amylase, while ß-glycerophosphate failed to inhibit starch phosphorylase or to induce greater phosphatase activity. A number of enzyme responses were obtained which do not happen in vitro, and known in vitro effects did not always appear when specific materials were applied to living plants. Trichloroacetic acid, in particular, appeared to stimulate rather than inhibit enzyme action in vivo. This and other consequences of applying enzyme-regulating materials are discussed in detail. A caña inmadura sembrada en invernaderos, se le aplicó molibdeno, calcio, hierro, plomo y boro a niveles variables, a la vez que ácido tricloroacético, ß-glicerofosfato y almidón. A plantas sembradas en arena se les aplicó molibdeno, calcio y hierro en combinaciones factoriales. Se hicieron aspersiones foliares de molibdeno, plomo y almidón a un segundo grupo de plantas cultivadas en tierra, e igualmente se les asperjó el follaje a plantas sembradas en tierra usando boro, ß-glicerofosfato y ácido tricloroacético. El propósito de estos experimentos fue determinar si alguno de los materiales usados podía alterar la acción de enzimas específicas y, de ser así, si tal cosa produciría un aumento significativo en el contenido de sacarosa en la caña. Se analizaron tejidos de hoja y meristemo para determinar el contenido de azúcares y la presencia de las siguientes enzimas: amilasa, invertasa, fosfatasas ácidas, fosforilasa de almidón, peroxidasa y oxidasa de polifenol. El molibdeno aumentó la sacarosa significativamente al aplicarse como aspersión foliar (80 p.p.m.), y como nutrimento en los cultivos de arena (1 p.p.m.). El efecto del molibdeno se retardó o revirtió al hacerse conjuntamente, a niveles altos aplicaciones de calcio (9 p.p.m.) o de hierro (6 p.p.m.). El molibdeno aplicado a niveles altos suprimió la acción de las fosfatasas y la amilasa, aunque tales efectos dependieron en gran medida del abastecimiento de calcio y hierro. Cuando se aplicó en forma de aspersión foliar, el molibdeno suprimió la acción de la amilasa y la fosfatasa, hidrolizando el fosfato de glucosa-1, pero no así la ATP-asa o la ß-glicerofosfatasa. La acción de la invertasa se suprimió al tratarse ésta con altos niveles de hierro (6 partes por millón) en presencia de bajos niveles de molibdeno y calcio, pero se estimuló cuando el nivel del molibdeno era alto. El plomo causó aumentos moderados en la sacarosa cuando se aplicó al follaje, a razón de 50 partes por millón. La fosfatasa del fosfato de glucosa-1 quedó suprimida en presencia de plomo en las hojas y el meristemo. Lo mismo le ocurrió a la fosforilasa de almidón en las hojas. La aspersión del follaje con almidón no tuvo efecto estimulante sobre la amilasa, mientras que el ß-glicerofostato no inhibió la fosforilasa de almidón ni indujo una mayor actividad a la fosfatasa. Se obtuvo un número de reacciones enzimáticas que nunca tienen lugar in vitro, y por otro lado no aparecieron conocidas reacciones in vitro, cuando se aplicaron materiales específicos a las plantas vivas. El ácido tricloroacético, en particular, aparentemente estimuló antes que inhibió la acción enzimática in vivo. Se discuten detalladamente este y otros resultados que siguieron a la aplicación de materiales reguladores de las enzimas.