Jahreszeitlicher Verlauf und vermutliche Bedeutung der Phosphorylase und sauren Phosphatase in verholzten Organen von <i>Vitis</i>

Abstract

Die Jahresperiodizität der Phosphorylase und der sauren Phosphatase wurde über mehrere Jahre bei einer Reihe von Rebensorten aus verschiedenen Anlagen untersucht. Eine physiologische Einordnung der Befunde wurde angestrebt.
Die Beteiligung der Phosphorylase an der Stärkesynthese war nur in wenigen Fällen offensichtlich. Die Phosphorylase scheint vorwiegend stärkeabbauende Funktion zu haben. Diese tritt im Herbst meist etwa zur Zeit der Laubverfärbung bis in den Winter hinein, weniger im Frühling auf. Die erste Phase des Stärkeabbaues im Herbst sowie die Amylolyse im Frühjahr bei Temperaturen über 5 ° C dürfte der Wirkung der Amylase zuzuschreiben sein. Es wird vermutet, daß die Phosphorylase und weniger die Amylase das temperaturabhängige stärkeabbauende System in der Rebe darstellt. Dieses steht eng mit dem Stoffwechsel der anorganischen Phosphate und des Glucose-1-phosphates in Zusammenhang und wird vermutlich auch durch Hormone gesteuert.
In einigen Fällen wurde eine Umwandlung des Hauptisoenzyms der Phosphorylase in ein langsam wanderndes beobachtet. Ein Zusammenhang mit dem Stärkemetabolismus war nicht erkennbar.
Eine verstärkte Aktivität der sauren Phosphatase, vor allem des schnellsten lsoenzyms, wurde während des Stärkeabbaues, wenn die Phosphorylase sehr aktiv war, beobachtet. Die Aktivität war geringer beim Stärkeabbau, wenn dieser vermutlich durch die Amylase bedingt war, sowie meistens dann, wenn die Phosphorylase während einer Stärkesynthese sehr aktiv war. Eine Beteiligung der Phosphatase am Zuckertransport war seltener zu erkennen. Die Anfärbungsintensität des schnellsten Isoenzyms war zu Beginn der Bildung von Wurzeln und Trieben einige Wochen nach der Rebenveredlung jedoch gesteigert.
Vor dem.Austrieb und im Herbst wurde ein langsames Isoenzym der sauren Phosphatase sehr stark angefärbt. Eine andere sehr aktive Bande trat in Jungreben kurz nach der Veredlung auf; sie dürfte bei der Kallusbildung eine Rolle spielen. Ein weiteres kräftiges Isoenzym sowie eine hohe Gesamtaktivität wurde während der Blütezeit gefunden.

Seasonal changes and presumable role of phosphorylase and acid phosphatase in woody parts of Vitis

The seasonal changes in the electrophoretic pattern and activity of phosphorylase and acid phosphatase in roots, stems, ca,nes and shoots of various grapevine cultivars have been studied over several years. Only in a few cases, in late winter and spring and in autumn, there was evidence of phosphorylase being concerned with starch synthesis. Phosphorylase mainly seems to be involved in starch degradation. This activity appeared in autumn approximately at leaf coloration lasting until winter and was seldom detected in spring. The first phase of starch breakdown in autumn and the amylolysis in spring at temperatures higher than 5 °C are assumed tobe regulated by amylase.
The results suggest that phosphorylase and, to a lesser extent, amylase represent the temperature dependent starch degrading system in grapevines. This is closely connected with the metabolism of inorganic phosphates and of glucose-1-phosphate and may be controlled by hormones too. In some cases, a conversion of the main isoenzyme into a slower moving one was observed. This conversion has no obvious significance in carbohydrate metabolism.
An enhanced activity of acid phosphatase, especially of the fastest moving isoenzyme, was observed during starch breakdown supposed to be regulated by phosphorylase. The activity was lower during starch degradation presumably controlled by amylase and mostly in periods of starch synthesis due to phosphorylase. A participation of acid phosphatase in the transport of carbohydrates could only rarely be observed. Thus, the staining intensity of the fastest band increased at the beginning of root and shoot formation some weeks after grafting. In winter before sprouting as well as in autumn, a slowly moving band was found to be very active in several cases, which,perhaps, may be related to frost resistance. Another isoenzyme showing a considerably increased activity was detected in young vines immediately after grafting and therefore is pössibly envolved in callus formation. A further very active isoenzyme and high total activity of acid phosphatase appeared during flowering.