Inhibitory effect of methyl jasmonate on tulip root growth related to phenolic compounds accumulation and peroxidase and polyphenol oxidase activities

• Autorzy: Kawa-Miszczak L. , Wegrzynowicz-Lesiak E. , Horbowicz M. , Saniewski M.

Warianty tytułu

PL

Hamujący wpływ jasmonianu metylu na wzrost korzeni tulipana a zawartość związków fenolowych oraz aktywność peroksydazy i oksydazy polifenolowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of methyl jasmonate on root growth, phenolic compounds accumulation in roots, and peroxidase and polyphenol oxidase activities in roots and basal plate of cooled tulip bulbs was investigated. JA-Me strongly inhibited the growth of tulip roots and had much smaller inhibitory effect on the growth of its sprouts. JA-Me substantially stimulated the peroxidase and polyphenol oxidase activities in the studied organs. Enzyme activities, especially peroxidase, were much higher in roots than in basal plate. The treatment of roots with JA-Me promoted the accumulation of phenolic compounds in the first period of root growth (3 days). Later (10 days) their level did not differ from the control, or was lower. Probably the decline of phenolics level was caused by the action of polyphenol oxidase and/or peroxidase, which oxidized phenolics to browning products accumulated in tulip roots. The conversion of phenolic compounds into brown products, caused probably by peroxidase and/or polyphenol oxidase induced by methyl jasmonate may be responsible for the oxidative burst and inhibition of tulip root growth.

PL

Badano wpływ jasmonianu metylu (JA-Me) na wzrost korzeni, akumulację związków fenolowych w korzeniach oraz aktywność peroksydazy i oksydazy polifenolowej w korzeniach i piętce przechłodzonych cebul tulipana. JA-Me silnie hamował wzrost korzeni i w małym stopniu wzrost wybijającego pędu. JA-Me silnie stymulował aktywność peroksydazy i oksydazy polifenolowej w badanych organach. Aktywności enzymów, zwłaszcza peroksydazy, były znacznie wyższe w korzeniach niż w piętkach. Traktowanie korzeni JA-Me zwiększało akumulację związków fenolowych w korzeniach w pierwszym okresie ich wzrostu (3 dni). W późniejszych terminach (10 dni) zawartość fenoli w korzeniach poddanych działaniu JA-Me była podobna jak w kontroli lub niższa. Prawdopodobnie przyczyną obniżania poziomu fenoli było ich utlenianie przez oksydazę polifenolową i/lub peroksydazę oraz nagromadzanie produktów tych przemian, co w efekcie powodowało brązowienie korzeni. Przemiany związków fenolowych do brązowych produktów, będące zapewne wynikiem wzrostu aktywności peroksydazy i oksydazy polifenolowej, indukowanych przez jasmonian metylu, mogą być odpowiedzialne za uszkodzenia oksydacyjne i zahamowanie wzrostu korzeni tulipanów.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2006
• Tom: 509
• Opis fizyczny: p.375-384,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kawa-Miszczak L.

• Research Institute of Pomology and Floriculture, Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice, Poland

autor

Wegrzynowicz-Lesiak E.

• Research Institute of Pomology and Floriculture, Skierniewice, Poland

autor

Horbowicz M.

• Research Institute of Vegetable Crops, Skierniewice, Poland

autor

Saniewski M.

• Research Institute of Pomology and Floriculture, Skierniewice, Poland

Bibliografia

• Berger S., Bell E., Mullet J.E. 1996. Two methyl jasmonate-insensitive mutants show altered expression of AtVsp in response to methyl jasmonate and wounding. Plant Physiol. 111: 525-531.
• Constabel C.P., Ryan C.A. 1998. A survey of wound- and methyl jasmonate-induced leaf polyphenol oxidase in crop plants. Phytochemistry 47: 507-511.
• Creelman R.A., Mullet J.E. 1995. Jasmonic acid distribution and action in plants: Regulation during development and response to biotic and abiotic stress. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 4114-4119.
• Creelman R.A., Mullet J.E. 1997. Biosynthesis and action of jasmonates in plants. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 48: 355-381.
• Czapski J., Saniewski M. 1988. The effect of methyl jasmonate on polyphenol oxidase and peroxidase activities in tomato fruit. Bull. Pol. Acad. Sci., Biol. Sci. 36: 127-132.
• Czapski J., Saniewski M., Puchalski J., Lange E., Nowacki J. 1988. The effect of methyl jasmonate on activity and electrophoretic pattern of polyphenol oxidase isoenzymes in postclimacteric apples cv. Jonathan. Fruit Sci. Rep. 15: 103-110.
• Ellis C., Turner J.G. 2001. The Arabidopsis mutant cev1 has constitutively active jasmonate and ethylene signal pathways and enhanced resistance to pathogens. Plant Cell 13: 1025-1033
• Garrido I., Espinosa F., Cordoba-Pedregosa M.C., Gonzalez-Reyes J.A., Alvarez-Tinaut M.C. 2003. Redox-related peroxidative responses evoked by methyl-jasmonate in axenically cultured aeroponic sunflower (Helianthus annuus L.) seedling roots. Protoplasma 221: 79-91.
• Kaur C., Kapoor H.C. 2002. Anti-oxidant activity and total phenolic content of some Asian vegetables. Int. J. Food Sci. Technol. 37: 153-161.
• Kawa-Miszczak L., Węgrzynowicz-Lesiak E., Horbowicz M., Saniewski M. 2005. Aktywność peroksydazy i oksydazy polifenolowej w chłodzonych i niechlodzonych cebulach tulipanów. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 504: 119-126.
• Kim Y.S., Hahn E.J., Murthy H.N., Paek K.Y. 2004. Adventitious root growth and ginsenoside accumulation in Panax ginseng cultures as affected by methyl jasmonate. Biotechnol. Lett. 26: 1619-1622.
• Koussevitzky S., Ne'eman E., Harel E. 2004. Import of polyphenol oxidase by chloroplasts is enhanced by methyl jasmonate. Planta 219: 412-419.
• Kuźniak E., Urbanek H. 2000. The involvement of hydrogen peroxide in plant responses to stresses. Acta Physiol. Plant. 22: 195-203.
• Penninckx I.A.M.A., Thomma B.P.H.J., Buchala A., Métraux J.-R, Broekaert W.F. 1998. Concomitant activation of jasmonate and ethylene response pathways is required for induction of a plant defensin gene in Arabidopsis. Plant Cell 10: 2103-2113.
• Rees A.R. 1974. Dormancy and forcing. XIXth International Hort. Congress, Warsaw 11-18 September: 283-292.
• Saniewski M., Czapski J. 1989. Stimulatory effect of methyl jasmonate on polyphenol oxidase and peroxidase activities, and starch degradation in scales of tulip bulbs. Bull. Pol. Acad. Biol. Sci. 37: 49-53.
• Saniewski M., Urbanek H., Puchalski J. 1992. Wound-induced phenolic metabolism in scales of Hippeastrum x hybr. hort. Acta Hort. 325: 303-306.
• Staswick P.E., Su W., Howell S.H. 1992. Methyl jasmonate inhibition of root growth and induction of a leaf proteins are decreased in an Arabidopsis thaliana mutant. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6837-6840.
• Takahama U. 2004. Oxidation of vacuolar and apoplastic phenolic substrates by peroxidase: Physiological significance of the oxidation reactions. Phytochemistry Rev. 3: 207-219.
• Yamane H., Takagi H., Abe H., Yokota T., Takahashi N. 1981. Identification of jasmonic acid in three species of higher plants and its biological activities. Plant Cell Physiol. 22: 689-697.