Biochemical properties of the cell wall in the Arabidopsis mutant bor1‐1 in relation to boron nutrition

Autor: Koichi Kakegawa, Hiroaki Hayashi, Toshiro Matsunaga, Kyotaro Noguchi, Toru Fujiwara, Tadashi Ishii
Rok vydání: 2003
Předmět:
Zdroj: Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 166:175-178
ISSN: 1522-2624
1436-8730
DOI: 10.1002/jpln.200390025
Popis: We examined concentrations of boron (B) and dimerization of rhamnogalacturonan II (RG-II), a B-binding polysaccharide, in the cell wall of a low-B sensitive mutant of Arabidopsis thaliana, bor1-1, to investigate possible effects of the bor1-1 mutation on the biochemical form of pectins in the cell wall. In the bor1-1 mutant, B concentrations in the cell wall from shoots were lower than those in the wild type at low B supply, whereas they were similar at sufficient B supply. The amount of B present as borate ester of the RG-II dimer (dRG-II-B) in the bor1-1 mutant was lower than that in the wild type at low B supply. In the wild type, about 90 % of RG-II was present as dRG-II-B, both, at low and sufficient B supply. In the bor1-1 mutant, about 60 % of RG-II was in its monomeric form (mRG-II) at low B supply, whereas more than 85 % of it was present as dRG-II-B at sufficient B supply. However, similar as the wild type, mRG-II derived from the bor1-1 mutant was able to form dRG-II-B in vitro in the presence of borate and lead. Sugar composition of cell wall fractions was similar in both genotypes. These results suggest that the polysaccharide composition in the cell wall was not strongly affected by the bor1-1 mutation. The observed difference in dimerization of RG-II at low B supply is most likely due to a reduced B concentration in the shoots of the bor1-1 mutant. Biochemische Eigenschaften der Zellwande der Arabidopsis-Mutante bor1-1 bei unterschiedlicher Borernahrung Um die Auswirkungen der bor1-1-Mutation auf die biochemische Beschaffenheit von Zellwandpektinen zu verstehen, haben wir den Bor(B) -Gehalt und den Status des B-bindenden Polysaccharids Rhamnogalacturonan-II (RG-II) in den Zellwanden einer Arabidopsis thaliana-Mutante (bor1-1) untersucht. Diese Mutante reagiert empfindlich auf niedriges Borangebot. Bei niedriger Borversorgung waren die Borgehalte in der Zellwand des Sprosses der bor1-1-Mutante niedriger als die des Wildtyps. Dagegen lagen die Borgehalte der bor1-1-Mutante und des Wildtyps bei guter Borversorgung in einem ahnlichen Bereich. Der Boranteil, der im RG-II-Dimer (dRG-II-B) als Borester vorlag, war bei niedriger Borversorgung in der bor1-1-Mutante geringer als im Wildtyp. Im Wildtyp lagen sowohl bei niedriger als auch bei hoher Borversorgung 90 % des RG-II als dRG-II-B vor. In der bor1-1-Mutante lagen dagegen bei niedriger Borversorgung 60 % des RG-II in monomerer Form (mRG-II) vor, wahrend bei guter Borversorgung der Anteil von dRG-II-B 85 % ausmachte. Allerdings war mRG-II, das aus der bor1-1-Mutante gewonnen wurde, fahig, in gleicher Weise wie beim Wildtyp in der Gegenwart von Borat und Bleiionen in vitro dRG-II-B zu bilden. Die Zuckerzusammensetzung der Zellwandfraktionen war in beiden Genotypen ahnlich. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die Polysaccharidzusammensetzung in der Zellwand nicht gravierend von der bor1-1-Mutation beeinflusst wurde. Der beobachtete Unterschied in der Dimerisierung von RG-II bei niedriger Borversorgung beruht wahrscheinlich auf dem geringeren Borgehalt im Spross der bor1-1-Mutante.
Databáze: OpenAIRE
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