赤霉素對α淀粉酶的誘導形成

實驗概要

赤霉素（gibberellin），是一類屬于雙萜類化合物的植物激素。赤霉素最突出的生理效應是促進莖的伸長和誘導長日植物在短日條件下抽薹開花。關于赤霉素的作用機理，研究得較深入的是它對去胚大麥種子中淀粉水解的誘發。

種子萌發過程中貯藏物質的動員，需要在一系列酶的催化作用下才能進行。這些酶有的已經存在于干燥種子中，有的需要在種子吸水后重新合成。種子萌發過程中淀粉的分解主要是在淀粉酶的催化下完成的。淀粉酶在植物中存在多種形式，包括α  - 淀粉酶、β - 淀粉酶等。β- 淀粉酶已經存在于干燥種子中，而α - 淀粉酶不存在或很少存在于干燥種子中，需要在種子吸水后重新合成。

實驗證明，啟動α - 淀粉酶合成的化學信使是赤霉素。萌發的大麥種子的胚產生赤霉素擴散到胚乳的糊粉層中，刺激糊粉層細胞內α -  淀粉酶的合成。合成的淀粉酶進入胚乳，將胚乳內貯藏的淀粉水解成還原糖。因此，沒有胚釋放赤霉素的活動，α -  淀粉酶就不能合成。外加的赤霉素可以代替胚的釋放作用，從而誘導α -  淀粉酶的合成。這個極其專一的反應被用來作為赤霉素的生物鑒定法。在一定范圍內，由去胚的吸脹大麥粒所產生的還原糖量，與外加赤霉素濃度的對數成正比。根據淀粉可與  I 2 -KI 顯藍色，而淀粉分解的產物還原糖不能與 I 2 -KI 顯色的原理，可以定性和定量地分析α - 淀粉酶的活性。

主要試劑

1%次氯酸鈉溶液；

0.1%淀粉溶液：淀粉1g，KH₂PO₄ 8.16g定容至1000mL；

2×10^–5mol/L赤霉素溶液：6.8mg赤霉素溶于少量95%乙醇，加水定容至1000mL；
10^–3mol/L 醋酸緩沖液；

I₂-KI溶液：0.6gKI、0.06g I₂溶于1000mL0.05mol/L HCl中。

主要設備

分光光度計、恒溫箱、水浴鍋、移液管、燒杯、試管、青霉素小瓶、鑷子、刀片。

實驗材料

大麥、小麥種子

實驗步驟

1. 選取大小一致、健康的大麥種子50粒，用刀片將每粒種子橫切成兩半，使成無胚的半粒和有胚的半粒，分別置于新配制的1％次氯酸鈉溶液中，消毒15min，取出用無菌水沖洗數次，備用。

2. 取小瓶6只編好號碼，按表加入各種溶液和材料，于25℃下培養24小時（最好進行振蕩培養，如無條件，則必須經常搖動小瓶）。

3. 淀粉酶活性分析：從每個小瓶中吸取培養液0.1mL，分別置于事先盛有1.9mL淀粉磷酸鹽的溶液中，搖勻，在30℃溫箱或水浴中精確保溫10min，然后加I₂-KI溶液2mL，蒸餾水5mL，充分搖勻，于波長580nm下測定吸光度，以蒸餾水為空白校正儀器零點。讀數，從標準曲線查得淀粉含量，以被分解的淀粉量作為淀粉酶的活性。

4. 以不同淀粉濃度（0～700μg/L）或淀粉量（0～1000μg）及其吸光度繪制標準曲線。

5. 計算

   1) 1瓶為淀粉的原始量（X）。

   2) 2～6瓶分別為反應后淀粉的剩余量（Y）。

   3) 粉水解量=[（X—Y）/X]×100%。