Scanning electron microscopic picture of the concentration and distribution of protein structures in the seed endosperm of low and high protein varietes of rye (Secale cereale L.)

Comparative studies of subaleurone and inner endosperm cells of dry mature caryopses from 8 low-protein and 7 high-protein varieties of rye, grown in similar conditions of isolated collection, were performed by means of scanning electron microscopy technique. Low protein varieties contained starch granules differentiated in the diameter embedded in the less dense protein matrix of the wide subaluerone region. High protein varieties, besides the larger aleurone cells had in some examples wider subaluerone layer with the dense protein matrix, which was very regular and less packed with starch granules. The inner endosperm cells of high-protein caryopses contained much more dense protein matrix all around the starch granules in contrast to low-protein caryopses, which were tightly packed with starch and had only a thin layer of protein matrix around them. Comparative pronase treatment of low- and high-protein rye caryopses confirmed the above observations. No granular protein bodies in any cells, besides the aleurone ones, could be observed.

Przeprowadzono badania porównawcze ilości i rozmieszczenia składników białkowych komórek warstw podaleuronowych i głębszych warstw endospermy w suchych, dojrzałych ziarniakach 8 niskobiałkowych i 7 wysokobiałkowych odmian żyta (tab.), wyhodowanych w 1974/75 r. w Skierniewicach i 1976/77 r. w Powsinie w identycznych warunkach izolowanej kolekcji zachowawczej z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). W odmianach niskobiałkowych ziarna skrobiowe o zróżnicowanej średnicy były zatopione w grubej warstwie matrycy białkowej w komórkach cienkiej warstwy podaleuronowej (fot. 1, 2, 3). W odmianach wysokobiałkowych, oprócz zdarzających się w wypadku niektórych odmian większych komórek warstwy aleuronowej, warstwa podaleuronowa była lepiej wykształcona z dużą ilością matrycy białkowej i regularnymi i mniej upakowanymi w niej ziarnami skrobi (fot. 4, 5). Również w głębszych warstwach endospermy komórki ziarniaków odmian wysokobiałkowych zawierały więcej matrycy białkowej otaczającej ziarna skrobi w przeciwieństwie do niskobiałkowych, których komórki wypełnione są szczelnie ziarnami skrobi i zawierają niewielkie ilości białek pomiędzy nimi oraz białko cytoplazmatyczne pod ścianami komórek. Porównawcze trawienie pronazą skrawków ziarniaków odmian nisko- i wysokobiałkowych (fot.8) potwierdziło powyższe twierdzenia. Nie zauważono w komórkach innych niż aleuronowe granularnych ciał białkowych w żadnej z badanych odmian żyta.