Variation in protein fractions and nitrogen metabolism of developing normal and opaque endosperm mutants in maize [Zea mays L.]

Inglés. Five high lysine mutants of maize, opaque-1 (o1), opaque-9 (o9), opaque-11 (o11), floury-1 (fl1) and floury-3 (fl3), have been compared with the appropriate controls for their effects on endosperm growth, protein composition and endosperm quality related traits. All mutants with the exception of o9 and fl1 had a significant reduction in endosperm weight at maturity. The o1, o11, fl3 mutants had a negative effect on the total protein content, due to a significative reduction in overall zein content. In particular, the fl3 mutation causes a large reduction of in overall zein content to 76% of that of the wild-type due to a sizeable reduction of all alpha-zein classes, although this reduction was greatest for the 22-kD alpha-zeins. In addition our data indicated that this reduction is reflected by a lower mRNA concentration in fl3 mutant, and particularly in those mRNAs encoding the 22-kD alpha-zein class. The fl3 endosperm also lacks in albumin of 14-kD throughout endosperm development. For the o1 and fl1 mutants a substantial reduction in zein level was not observed; however, at maturity a significant increase in lysine and tryptophan contents comparable to that found in o2 mutant endosperm was measured in these mutants. No clear relationships occurred between the level of four enzymes involved in N metabolism and the extent of zein repression brought about by mutants

Italiano. [Cinque mutanti di mais a contenuto elevato di lisina, opaco-1 (o1), opaco-9 (o9), opaco-11 (o11), floury-1 (fl1) e floury-3 (fl3), sono stati confrontati con i corrispondenti controlli al fine di studiarne l'effetto sui caratteri legati alla crescita dell'endosperma, alla composizione proteica e alla qualita' dell'endosperma. Tutti i mutanti, a eccezione di o9 e fl11, avevano un effetto negativo sul contenuto di proteine totali, dovuto a una riduzione significativa del contenuto complessivo di zeina. In particolare, il mutante fl3 provoca un'ampia riduzione nel contenuto complessivo di zeina fino al 76% rispetto al tipo normale, dovuta a una riduzione misurabile di tutte le classi di alfa-zeina, sebbene tale riduzione fosse massima per le alfa-zeine di 22 kD. Inoltre, i nostri dati indicavano che questa riduzione trova riscontro in una minor concentrazione di mRNA nel mutante fl3, particolarmente negli mRNA che codificano la classe di alfa-zeina a 22 kD. L'endosperma di fl3 manca anche di un'albumina di 14 kD nel corso di tutto lo sviluppo dell'endosperma. Per i mutanti o1 e fl1 non e' stata osservata una riduzione sostanziale del livello di zeina; comunque, alla maturita' in questi mutanti e' stato riscontrato un aumento significativo nei contenuti di lisina e triptofano, paragonabile a quello rinvenuto nell'endosperma del mutante o2. Non si evidenziano chiari rapporti fra il livello di quattro enzimi coinvolti nel metabolismo azotato e l'entita' della repressione della zeina provocata dai mutanti]