Agronomie 14 (1994) 205-210
DOI: 10.1051/agro:19940307

Peroxidase isoenzyme gradients in Capsicum annuum leaves and their expression in vegetative and flowering plants

MA Bernal^a, J. Diaz^a, A. Ros Barceló^b and F. Merino de Cáceres<sup>a

a</sup>  Department of Plant Biology, Faculty of Sciences, University of La Coruña, E15071 La Coruña
^b  Department of Plant Biology (Plant Physiology), University of Murcia, E30100 Murcia, Spain

Abstract - The expression of peroxidases (EC 1 11 1 7) during leaf development has been studied by horizontal discontinuous starch-gel electrophoresis in vegetative and flowering plants of Capsicum annuum (var annuum) to assess the nature, subcellular localization and gradients of the peroxidase isoenzymes that characterize the floral state determining the beginning of reproductive development. The results showed that the development of the leaves in both vegetative and flowering plants is accompanied by a significant increase in the level of the peroxidase isoenzyme group prx a, similar to that found along the aging axis of the stem and, therefore, non-organ-specific. An analysis of the subcellular localization of the peroxidase isoenzyme group prx a in flowering plants showed that this isoenzyme group is mainly located bound ionically to cell walls. These results differ from those obtained previously by isoelectric focusing, in which no peroxidase isoenzyme changes were found as a consequence of leaf development. These results, and the fact that α-mannosidase increases in free spaces of the cell wall as a consequence of leaf development, suggest that the expression of the peroxidase isoenzyme group prx a may be caused by differences in the terminal α-linked mannose residues of the previously existing peroxidase iso-glycoproteins.

Résumé - Gradients d'isoenzymes des peroxidases dans les feuilles de Capsicuum annuum et leur expression dans les plantes végétatives et en fleurs. L'expression des peroxydases (EC 1 11 17) au cours du développement a été étudiée par électrophorèse horizontale discontinue sur gel d'amidon chez des plantes à l'état végétatif et à l'état reproducteur de Capsicum annuum (var annuum) pour évaluer la nature, la localisation subcellulaire et les gradients des enzymes des peroxydases qui caractérisent l'état floral déterminant le début du développement reproducteur. Les résultats montrent que le développement des feuilles est accompagné tant chez les plantes végétatives que chez celles qui fleurissent par une augmentation significative du groupe d'isoenzymes des peroxydase prx a, qui est analogue à celui qu'on trouve le long de l'axe de la tige, donc non spécifique d'un organe. L'analyse de la localisation subcellulaire du groupe prx a d'isoenzymes des peroxydases chez les plantes fleuries montre que les enzymes de ce groupe sont principalement localisées sous forme liée aux parois cellulaires, probablement en équilibre avec celles qui circulent librement dans les espaces intercellulaires. Ces résultats sont différents de ceux précédemment obtenus par focalisation isoélectrique, suivant lesquels il n'y avait pas de changement lié au développement des feuilles. Ces résultats, et le fait que la α-mannosidase augmente dans les espaces intercellulaires, suggèrent que l'expression des isoenzymes des peroxydases du groupe prx a peut être due à des différences dans les résidus terminaux de mannose en liaison a des iso-glycoprotéines peroxydases qui pré-existaient.

Key words: Capsicum annuum = pepper / vegetative and flowering plants / peroxidase gradient / cell-wall free space

Mots clés : Capsicum annuum = poivron / plantes végétatives et en fleurs / gradients des peroxidases / espace intercellulaire