Changes in the activities of ornithine transcarbarnylase and arginase, and concentrations of nitrogenous substances during germination and seedling development of <i>Vitis vinifera</i> L.

Abstract

During germination and subsequent growth of seedlings of Vitis vinifera L. cv. Chenin blanc, marked changes occurred in the concentrations of the total nonprotein nitrogen fraction, amino nitrogen, and alnide nitrogen, and in the activities of ornithine transcarbamylase (OTC) and arginase. The level of total nonprotein nitrogen was lower in seeds than in seedlings, with maximum concentration reached at the 3rd stage of seedling growth (10 to 15 d after germination) and thereafter declining rapidly. Changes in the concentration of amino nitrogen and amide nitrogen fractions paralleled that of the total nonprotein nitrogen. The concentration of glutalnine exceeded that of asparagine at all stages of seedling development. The presence of OTC and arginase in seeds and seedlings, as well as the parallel changes between arginase activity and concentration of free arginine, suggested that the biosynthesis and degradation of this amino acid in grapevine tissues occurs through the KREBS-HENSELEIT pathway. The MICHAELIS constant for arginase, calculated from the LINEWEAVER-BURK plot, differed in seedlings at three different stages of seedling development.

Veränderungen in der Aktivität der Ornithintranscarbamylase und der Arginase sowie der Konzentration der Stickstoffverbindungen während der Keimung und der Sämlingsentwicklung von Vitis vinifera L.

Im Verlauf der Keimung und des anschließenden Wachstums der Sämlinge von Vitis vinifera L., cv . Chenin blanc, traten deutliche Veränderungen in der Konzentration des gesamten nicht-proteingebundenen Stickstoffs, des Amino- und des Amidstickstoffs sowie in der Aktivität der Ornithintranscarbamylase (OTC) und der Arginase auf. Die Samen besaßen einen niedrigeren Gehalt an gesamtem nicht-proteingebundenem Stickstoff als die Sämlinge, wobei die maximale Konzentration im 3. Stadium des Sämlingswachstums erreicht wurd~ (10-15 d nach der Keimung); danach nahm sie rasch ab. Die Verschiebungen in der Konzentration des Amino- und Amidstickstoffs verliefen parallel zu den Konzentrationsänderungen des gesamten nichtproteingebundenen Stickstoffs. In allen Stadien der Sämlingsentwicklung lag die Glutamin- über der Asparaginkonzentration. Das Vorkommen von OTC und Arginase in Samen und Sämlingen sowie die parallelen Veränderungen von Arginaseaktivität und Konzentration des freien Arginins la~sen vermuten, daß die Biosynthese und der Abbau dieser Aminosäure im Rebengewebe über den KREBS-HENSELEIT-Cyklus ablaufen. In den Sämlingsstadien 3, 4 und 5 wurden - nach LINEWEAVER-BURK - unterschiedliche MICHAELIS Konstanten der Arginase ermittelt.