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Verteilung der phenylalanin-ammonium-lyase(PAL)-aktivität und akkumulation flavonoider verbindungen in keimlingen von impatiens balsamina L.

1972; Elsevier BV; Volume: 66; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1016/s0044-328x(72)80078-3

0044-328X

Gottfried Weissenböck,

Phytochemistry Medicinal Plant Applications

Distribution of phenylalanine ammonia-lyase (PAL)-activity and accumulation of flavonoid compounds in seedlings of Impatiens balsamina L. On the second day after germination PAL-activity can be detected for the first time in seedlings of Impatiens balsamina (Weissenböck, 1971 a). Enzymatic activity rises rapidly in all three organs of the seedling grown in light or darkness as well. In the light maximal activity is reached between the 3rd and 5th day (3rd to 4th day for cotyledons and hypocotyls, 4th to 5th day for roots) and decreases afterwards reaching a relatively constant or low level. In etiolated seedlings the variation of enzymatic activity is similar but maximal activity in the three organs is found to coincide on the 4th day after germination (fig 1 a, b). Light causes an increase of PAL-activity, but the maximal activity in cotyledones, hypocotyls and roots remain at nearly constant ratios of 2∶1∶4. Highest PAL-activity is found in the roots of the seedlings: in light at maximal activity the root is found to contain 66%, in the dtrk 75% of the total activity. In addition to this characteristic distribution of PAL-activity the pigments of the various classes of flavonoids found in the Impatiens-seedlings are distributed specifically with respect to the organs (fig. 2). In the cotyledons the main compounds are flavonolglycosides (derivatives of quercetin and kaempferol), in the hypocotyls anthocyanins and leukoanthocyanins of the cyanidin- and pelargonidin-type predominate, whereas in the roots the leukoanthocyanins are the predominant flavonoids. Illumination increases the accumulation of flavonoids in cotyledones and hypocotyls, but scarcely in the root. In Keimlingen von Impatiens balsamina wird am 2. Keimungstag erstmals eine PAL-Aktivi-tät meßbar (Weissenböck, 1971 a). Die Enzymaktivität steigt in allen Organen belichteter Keimlinge steil an, erreicht zwischen 3. und 5. Tag (Cotyledonen und Hypocotyl am 3.-4., Wurzel am 4.-5. Tag) ein Maximum und sinkt in der Folge auf einen relativ konstanten, niedrigen Wert ab. Ein ähnlicher Verlauf ergibt sich für die entsprechenden Enzymaktivitäten in etiolierten Keimlingsorganen (abb. 1 a, b), die Maxima fallen hier jedoch alle auf den 4. Keimungstag. Belichtung der Keimlinge führt zu einer Steigerung der Enzymaktivität in den Keimlingsorganen, im Aktivitätsmaximum bleiben die -relationen jedoch annähernd gleich (Cotyledonen: Hypocotyl: Wurzel = 2∶1∶4). Die höchste PAL-Aktivität wird in der Keimlingswurzel erreicht. Neben der charakteristischen PAL-Aktivitätsverteilung sind auch die Pigmente der einzelnen in Impatiens-Keimlingen enthaltenen Flavonoidklassen organspezifisch verteilt (abb. 2): In den Cotyledonen werden hauptsächlich Flavonolglykoside (Derivate des Quercetins und Kämpferols), im Hypocotyl Anthocyane und Leukoanthocyane vom Cyanidin- und Pelargoni-dintyp und in der Wurzel Leukoanthocyane akkumuliert. Belichtung steigert die Akkumulation der Flavonoide in Cotyledonen und Hypocotylen, kaum aber in der Wurzel.