Effect of zinc on the biosynthesis of indole glucosinolates glucobrassicin and neoglucobrassicin in etiolated seedlings of rape (Brassica napus var.arvensis (Lam.) Thell)

Publisher Website
Google Scholar
Abstract
The effect of Zn2+ ions (in the form of ZnCl2) in the ceoncentration range 10−3 to 10−6 M on the content and biosynthesis of indole glucosinolates glucobrassicin and neoglucobrassicin has been studied on etiolated seedlings of rape (Brassica napus var.arvensis (Lam.) Thell). In the “long-term” experiment zine ions influenced the seedlings during eight days of germination, whereas in the “short-term” experiment zinc ions acted only 72 h on seven days old intact seedlings. The biosynthesis of indole glucosinolates has been followed by the incorporation of35S from Na2 35SO4 into both glucosinolates in experiments with, hypocotyl segments of the rape seedlings. Zinc ions at chronic “long-term” application increased the glucobrassicin and neoglucobrassicin level in the seedlings. The neoglucobrassicin content especially was increased. A “short-term” application of zinc ions increased the level of both glucosinolates at higher and lower concentrations, whereas medium concentrations (10−4 and 10−5 M) lowered their level. Zn2+ ions lowered absorption of35SO4 −2 ions by hypocotyl segments and simultaneously lowered the incorporation of35S into glucobrassicin. On the contrary, the incorporation of35S into neoglucobrassicin and proteins was stimulated. Zinc ions do exhibit a specific effect on neoglucobrassicin biosynthesis, on membrane permeability as against sulphate ions and on the incorporation of sulphur into proteins. Vliv iont⫲ Zn2+ (ve formě ZnCl2) v koncentračním rozmezí 10−3 až 10−6 M na obsah a biosyntézu indolových glukosinolát⫲ glukobrassicinu a neoglukobrassicinu byl sledován na etiolovaných klíčních rostlinách řepky (Brassica napus var.arvensis. (Lam.) Thell.) Jonty Zn2+ p⫲sobily na pokusné rostliny bud chronicky již od počátku klíčení, nebo nárazově, kdy rostliny pěstované 7 dní ve vodě byly zality roztoky iont⫲ Zn2+. Biosyntéza glukosinolát⫲ byla sledována podle inkorporace35S z Na2 35SO4 do obou glukosinolát⫲ v pokusech s hypokotylátními segmenty sedmidenních rostlin. Ionty Zn2+ při chronickém p⫲sobení zvyšovaly hladinu glukobrassicinu a neoglukobrassicinu v intaktních rostlinách řepky, přičemž zejména byla zvýšena tvorba neoglukobrassicinu. Při nárazovém p⫲sobení ionty Zn2+ zvyšovaly hladinu obou glukosinolát⫲ ve vyšších a nízkých koncentracích, kdežto ve středních koncentracích (10−4 a 10−5 M) ji naopak snižovaly. Ionty Zn2+ snižovaly absorpci radioaktivního sulfátu hypokotylárními segmenty a současně snižovaly i stupeň inkorporace35S ze35SO 4 2- do glukobrassicinu. Stimulovaly ale naopak inkorporaci35S do neoglukobrassicinu a do bílkovin. Dosažené výsledky poukazují na specificky stimulační účinek iont⫲ Zn2+ na biosyntézu neoglukobrassicinu v etiolovaných klíčních rostlinách řepky, dále na vliv Zn2+ na permeability membrán v⫲či síranovým iont⫲m, a konečně na vliv na inkorporaci síry ze síranu do bílkovin.
Keywords