Role of boron in plasma membrane H+-ATPase hydrolytic and pumping activity in maize (Zea mays L.)

Abstract

The results are summarized as:1. Boron application in the nutrient medium had a positive influence on plant growth. It improved the plant biomass as well as expansion growth. The results showed that the effect of B is more pronounced in young growing leaves. Furthermore, B concentration in shoot of maize plants was increased by the addition in nutrient medium.2. Boron addition in the nutrition solution significantly increased the initial rate of proton pumping of the plasma membrane H+-ATPase isolated from maize shoots. Boron nutrition also showed increasing trend in hydrolytic activity of plasma membrane H+-ATPase. Moreover, B addition in nutrition medium enhanced the transcription as well as translation of plasma membrane H+-ATPase. Boron-treated plants showed 40% increased enzyme concentration in shoots and higher transcription on MHA3 and MHAfam as compared to the B-deficient plants.3. In vitro addition of B did not change the hydrolytic and pumping activities of plasma membrane H+-ATPase, which indicates that B had no direct interaction of B with the plasma membrane ATPase molecule.

Die Ergebnisse werden wie folgt zusammengefasst:1. Die Applikation von Bor in das Nährstoffmedium hatte einen positiven Einfluss auf das Pflanzenwachstum. Es verbesserte sowohl die Pflanzenbiomasse als auch das Streckungswachstum. Die Ergebnisse zeigen, dass der Effekt von B ausgeprägter in den jungen Blättern ist. Des Weiteren wurde die B-Konzentration im Spross der Maispflanze durch die Zugabe in die Nährlösung erhöht.2. Die Zugabe von Bor in die Nährlösung erhöhte signifikant die Pumpaktivität der Plasmamembran H+-ATPase, die aus dem Maisspross isoliert wurde. Die Borernährung bewirkte außerdem einen ansteigenden Trend in der hydrolytischen Aktivität der Plasmamembran H+-ATPase. Des Weiteren verstärkte die Borgabe in die Nährlösung die Transkription sowie die Konzentration der Plasmamembran H+-ATPase. Die mit Bor behandelten Pflanzen zeigten eine 40% erhöhte Enzymkonzentration im Spross und eine erhöhte Transkription von MHA3 und MHAfam im Vergleich zu den B-Mangel Pflanzen.3. In vitro Zugabe von B änderte die hydrolytische und die Pumpaktivität der Plasmamembran H+-ATPase nicht, was zeigt, dass die Erhöhung der Plasmamembran H+-ATPase-Aktivität nicht auf einer direkten Interaktion zwischen B und dem Enzym beruht.