全 文 ：２０１１年１２月 甘　肃　农　业　大　学　学　报 第４　６卷
第６期９９～１０３ ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＡＮＳＵ　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 双 月 刊
影响草地早熟禾原生质体生长和分裂的生理
生化因素分析
白生军，马祥，安惠惠
（甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，中－美草地畜牧业可持续研究中心，甘肃 兰州　７３００７０）
摘要：以草地早熟禾‘午夜Ⅱ号’、‘新格莱德’和‘橄榄球Ⅱ号’３个品种继代２０次的愈伤组织为材料，进行原生质体
培养，测定愈伤组织可溶性蛋白质含量、氨基酸含量、ＳＯＤ和ＰＯＸ酶活性．结果表明：３个草地早熟禾品种原生质体经
培养１５ｄ后，原生质体分裂率分别为‘新格莱德’５０．１％、‘午夜Ⅱ号’４２．８％、‘橄榄球Ⅱ号’２９．４％．前２个品种原生质
体在培养过程中生长状态良好，持续分裂分化，而‘橄榄球Ⅱ号’原生质体在分裂数次后死亡．在愈伤组织更换新鲜培
养基的第８～１０ｄ，３个品种可溶性蛋白质含量均达到各自动态变化曲线的最大值，分别为‘午夜Ⅱ号’２．６７２ｍｇ／ｇ、‘新
格莱德’２．８３４ｍｇ／ｇ和‘橄榄球Ⅱ号’２．３０２ｍｇ／ｇ．在培养的第８ｄ，‘橄榄球Ⅱ号’愈伤组织中的氨基酸含量、ＳＯＤ和ＰＯＸ
活性均低于其他２个品种．
关键词：草地早熟禾，原生质体；可溶性蛋白质；总氨基酸；超氧化物歧化酶活性；过氧化物酶活性
中图分类号：Ｑ　８１３．１１　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００３－４３１５（２０１１）０６－００９９－０５
作者简介：白生军（１９８５－），男，硕士研究生，研究方向为草坪草种质资源及育种．Ｅ－ｍａｉｌ：１０７３３０８０２２０３＠ｓｔ．ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
收稿日期：２０１１－０３－２３；修回日期：２０１１－０４－１３
Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅａｓｏｎｓ
ｔｈａｔ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ
ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ
ＢＡＩ　Ｓｈｅｎｇ－ｊｕｎ，ＭＡ　Ｘｉａｎｇ，ＡＮ　Ｈｕｉ－ｈｕｉ
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇａｎｓｕ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｇｒａｓｓｌａｎｄ　Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ
Ｅｄｕｃａｔｉｏｎｍ，Ｓｉｎｏ－Ｕ．Ｓ．Ｃｅｎｔｅｒｓ　ｆｏｒ　Ｇｒａｚｉｎｇ　Ｌａｎｄ　Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ　Ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃａｌｕｓ　ｓｕｂｃｕｌｔｕｒｅｄ　ｆｏｒ　２０ｔｉｍｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ‘ＭｉｄｎｉｇｈｔⅡ’，‘Ｎｕｇｌａｄｅ’ａｎｄ‘ＲｕｇｂｙⅡ’ｗｈｉｃｈ　ｗｅｒｅ　ｖａ－
ｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏｒ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａ－
ｐｅｒ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｃｈａｎｇｅ　ｗｉｔｈ　ｃａｌｕｓ　ｇｒｏｗｔｈ，ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ＳＯＤ　ａｎｄ
ＰＯＸ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　３ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ａｆｔｅｒ　１５ｄｏｆ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｃｕｌｔｕｒｅ，ｔｈｅ　ｐｒｏ－
ｔｏｐｌａｓｔｓ　ｆｒｏｍ‘Ｎｕｇｌａｄｅ’ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｃｅｌ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｒａｔｅ（５０．１％），ｆｏｌｏｗｅｄ　ｂｙ‘ＭｉｄｎｉｇｈｔⅡ’（４２．
８％）ａｎｄ‘ＲｕｇｂｙⅡ’（２９．４％）．‘Ｎｕｇｌａｄｅ’ａｎｄ‘ＭｉｄｎｉｇｈｔⅡ’ｓｈｏｗｅｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｇｒｏｗｔｈ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｗｈｏｌｅ
ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　ｃｅｌ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅｓｅ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｈａｐｐｅｎｅｄ，ｗｈｉｌｅ
ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｆｒｏｍ‘ＲｕｇｂｙⅡ’ｄｉｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｉｍｅｓ　ｏｆ　ｃｅｌ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ．Ａｆｔｅｒ　ｃａｌｕｓ　ｂｅｉｎｇ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　ｆｏｒ　８ｔｏ　１０ｄｂｙ　ｒｅ－
ｎｅｗｉｎｇ　ｎｅｗ　ｍｅｄｉｕｍ，ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　３ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ａｌ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｉｔｓ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｖａｌｕｅ．‘Ｍｉｄｎｉｇｈｔ’，
‘Ｎｕｇｌａｄｅ’ａｎｄ‘ＲｕｇｂｙⅡ’ｗｅｒｅ　ａｔ　２．６７２，２．８３４ａｎｄ　２．３０２ｍｇ／ｇ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ＳＯＤ　ａｎｄ
ＰＯＸ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｃａｌｕｓ　ｆｒｏｍ‘ＲｕｇｂｙⅡ’ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　２ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ａｔ　ｔｈｅ　８ｔｈ　ｄａｙ　ｏｆ　ｃａｌｕｓ
ｃｕｌｔｕｒｅ．
DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2011.06.019
甘 肃 农 业 大 学 学 报 ２０１１年
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ　ｃｕｌｔｕｒｅ；ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ；ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ；ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ；ＰＯＸ　ａｃｔｉｖｉｔｙ
　　草地早熟禾（Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ）为禾本科早熟禾属植
物，在我国北方地区常被用作建坪草种．大量的研究
表明，草地早熟禾属植物生殖方式复杂多样，常以兼
性无融合生殖方式进行繁殖，有性杂交率低，很难获
得杂种优势品种，利用传统育种方式改良品种特性存
在着一定困难．因此以原生质体培养为基础的体细胞
杂交技术不失为选育草地早熟禾杂种细胞可行而有
效的育种途径之一．目前，草地早熟禾原生质体培养
的研究还在探索阶段，取得了一些阶段性的成果．
Ｖａｎｄｅｒ等［１］利用幼穗愈伤组织建立了草地早熟禾的
悬浮细胞系，分离培养原生质体，得到了白化苗和根．
Ｋｉｓｔｅｎ等［２］初步建立了草地早熟禾‘Ｇｅｒｏｎｉｍｏ’品种
悬浮细胞系培养体系．马晖玲等［３］和赵小强等［４］分别
对草地早熟禾‘午夜Ⅱ号’、‘新格莱德’和‘橄榄球Ⅱ号’
品种进行了原生质体培养及其植株再生的研究，并获
得了‘午夜Ⅱ号’和‘新格莱德’原生质体再生苗．研究
表明，植物不同品种的原生质体其生长状态和原生质
体分裂趋势存在差异．原生质体培养的成功与否，与
材料的遗传因子、生理状态和培养条件有着密切的关
系［５－６］．遗传因子的不同决定着材料的生理差异，这些
生理差异与原生质体能否分裂、生长及分化有关［７］．
Ｃｕｔｌｅｒ［８］、Ｋａｕｒ－ｓａｗ　ｈｎｅｙ［９］、Ｓｉｍｉｎｉｓ［１０］、齐放军［５］、马
晖玲［６－７］、王丽莉［１１］等从不同的角度探讨了植物原生
质体在培养过程中的生理状态，培养条件对原生质体
分裂和生长的影响．
本研究通过对‘午夜Ⅱ号’、‘新格莱德’和‘橄榄球
Ⅱ号’３个品种草地早熟禾原生质的培养，分析测定了
供体材料的生理生化指标，探讨这些指标与原生质体
再生细胞分裂、生长的关系，旨在为草地早熟禾原生
质体培养中优良供体材料的选择提供依据．
１　材料与方法
１．１　试验材料
取草地早熟禾３个品种‘午夜Ⅱ号’、‘新格莱德’
和‘橄榄球Ⅱ号’的成熟种子（北京克劳沃草业技术开
发中心提供），灭菌后接种在 ＭＳ培养基上，进行愈伤
组织诱导，选取黄色易碎干燥的愈伤组织．在各品种
诱导愈伤时出愈率最高的培养基上继代培养，每１５ｄ
继代１次．经培养得到稳定的愈伤组织系，取继代２０
代的愈伤组织用于原生质体游离与分析．原生质体培
养１５ｄ后，统计再生细胞分裂率．
１．２　试验方法
１．２．１　原生质体的分离和培养 　草地早熟禾原生
质体分离采用酶解法，原生质体培养以ＫＭ８Ｐ为基
本培养基，采用液体浅层培养和固液双层培养法进
行［１２］．在处理原生质体时酶液组成为：ＣＰＷ溶液（含
１３％甘露醇）中加入１％的纤维素酶、１％的离析酶
、０．３％的崩溃酶、０．３％的果胶酶和５ｍｍｏｌ／Ｌ的
ＭＥＳ．酶解时间为１６ｈ，原生质体培养介质采用常用
的ＫＭ８Ｐ基本培养基，含１００ｍｇ／Ｌ水解酪蛋白、１００
ｍｇ／Ｌ水解乳蛋白、１％蔗糖、０．４ｍｏｌ／Ｌ甘露醇以及
各品种最适宜的２，４－Ｄ和６－ＢＡ用量，ｐＨ为５．８．
１．２．２　生理生化指标的测定　各生理生化指标的测
定参照《植物生理生化实验指导》［１３］．可溶性蛋白质
的分析采用Ｇ－２５０考马斯亮兰法．分别在愈伤组织继
代后第２、４、６、８、１０、１２ｄ测定可溶性蛋白质的含量，
得出含量最高的时段，以此时段为标准，测定其他生
理生化指标．游离氨基酸总量的测定采用改进后的水
合茚三酮法．超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性测定采用改
进后的光化学反应法．过氧化物酶（ＰＯＸ）活性的测定
采用改进的愈创木酚法．
２　结果与分析
２．１　原生质体培养结果
原生质体培养１５ｄ后，‘新格莱德’原生质体分
裂率最高，为５０．１％；‘午夜Ⅱ号’次之，为４２．８％；‘橄
榄球Ⅱ号’原生质体的分裂率最低，为２９．４％．
在原生质体培养初期，３个品种的状态相差程度
不大，在倒置显微镜下观察都表现出形状规则、边缘
清晰、大小均一和内含物较多的特性．培养２～３ｄ
后，可观察到３个品种的原生质体再生细胞第１次、
第２次分裂．随后再生细胞持续分裂，在低倍镜下就
能观察到再生细胞形成的细胞团．添换甘露醇依次减
半的ＫＭ８Ｐ培养基２次后，在光线较亮的环境中小细
胞团肉眼即可看见．在随后的培养中，‘午夜Ⅱ号’和
‘新格莱德’的原生质体再生细胞团生命力旺盛，能够
００１
第６期 白生军等：影响草地早熟禾原生质体生长和分裂的生理生化因素分析
持续分裂生长，形成３～４ｍｍ大小絮状细胞团．‘橄
榄球Ⅱ号’原生质体在分裂数次后，至光亮处肉眼可见
细胞团时，开始出现细胞死亡，及时添换新鲜ＫＭ８Ｐ
培养基也未见细胞团持续生长（图１）．
Ａ：优质的原生质体；Ｂ：原生质体再生细胞第１次分裂；Ｃ：原生质体再生细胞第２次分裂；Ｄ：原生质体
产生的小细胞团；Ｅ：原生质体形成的愈伤组织
图１　原生质培养
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｏｆ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ
２．２　可溶性蛋白质的含量
从图２中可以看出，在原生质体分裂率高的‘新
格莱德’愈伤组织中，在更换新鲜培养基后第８ｄ，可
溶性蛋白质的含量达到最高值（２．８３４ｍｇ／ｇ）．在第２
～４ｄ可溶性蛋白质含量增加较快，第４～６ｄ基本没
有变化，第６～８ｄ增加较多，在第８ｄ之后直线下降．
图２　不同草地早熟禾品种愈伤组织继代时间
对可溶性蛋白质含量的影响
Ｆｉｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃａｌｕｓ　ａｇｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ
ｐｒｏｔｅｉｎ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ
　　‘午夜Ⅱ号’愈伤组织中，蛋白质含量也在第８ｄ
出现峰值（２．６７２ｍｇ／ｇ），在第２～８ｄ之间呈直线上
升趋势，在第８ｄ之后基本呈直线下降趋势．
‘橄榄球Ⅱ号’愈伤组织的蛋白质含量在第２～６ｄ
增加量很少，在第６～８ｄ急剧上升，第８～１０ｄ比较
接近，分别为２．２５２ｍｇ／ｇ和２．３０２ｍｇ／ｇ，在第１０ｄ
之后呈下降趋势．
综上所述，３种品种草地早熟禾愈伤组织中的可
溶性蛋白质含量在更换新鲜培养基之后的变化趋势
比较相似．从３个品种可溶性蛋白质含量动态变化的
总趋势上可以看出，‘橄榄球Ⅱ号’愈伤组织中可溶性
蛋白质含量均低于其他２个品种．而‘新格莱德’和
‘午夜Ⅱ号’愈伤组织中，可溶性蛋白质含量在各个时
段都比较接近．‘新格莱德’和‘午夜Ⅱ号’的可溶性蛋
白质含量在第８ｄ达到最高值，‘橄榄球Ⅱ号’在第８ｄ
也接近最高值．
２．３　氨基酸的含量
图３为３种草地早熟禾愈伤组织在继代后第８ｄ
游离氨基酸总量的测定结果．‘橄榄球Ⅱ号’愈伤组织
中的游离氨基酸含量最低，为３．３４１ｍｇ／ｇ；‘午夜Ⅱ号’
中较高，为４．２１８ｍｇ／ｇ；‘新格莱德’最高，为４．９９９
ｍｇ／ｇ．这与图１中显示的在愈伤组织继代后第８ｄ可
溶性蛋白质含量趋势一致．
图３　不同品种草地早熟禾愈伤组织氨基酸总量
Ｆｉｇ．３　Ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ　ｔｏｔａｌ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｃａｌｕｓ　ｆｒｏｍ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ
２．４　超氧化物岐化酶（ＳＯＤ）的活性
ＳＯＤ活性以每克鲜质量酶活单位计．草地早熟
禾３个品种愈伤组织继代后第８ｄ，‘橄榄球Ⅱ号’中最
低（３４．０７７），‘午夜Ⅱ号’和‘新格莱德’ＳＯＤ活性相对
较高，分别为５０．５５３和５２．１９２，二者的酶活性差异很
小，如图４．
２．５　过氧化物酶（ＰＯＸ）活性
ＰＯＸ活性以每克鲜质量Ｄ值表示．图５表明，在
１０１
甘 肃 农 业 大 学 学 报 ２０１１年
愈伤组织继代后第８ｄ，３个草地早熟禾品种中，ＰＯＸ
活性最高，为‘新格莱德’（６２．８５２），‘午夜Ⅱ号’
（５９．５２２）次之，‘橄榄球Ⅱ号’（４８．５９１）最低．
图４　不同品种草地早熟禾愈伤组织ＳＯＤ活性
Ｆｉｇ．４　ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｃａｌｕｓ　ｆｒｏｍ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ
图５　不同品种草地早熟禾愈伤组织ＰＯＸ活性
Ｆｉｇ．５　ＰＯＸ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｃａｌｕｓ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ
３　讨论
３．１　愈伤组织继代时间与蛋白质含量的关系
３种品种草地早熟禾愈伤组织中的可溶性蛋白
质含量，在更换新鲜培养基之后的变化趋势比较相
似，都呈现先上升后下降的趋势．这可能是由于更换
的培养基与原培养基在软硬程度、各营养成分被吸收
的难易程度及ｐＨ值不尽相同，愈伤组织需要时间适
应新的培养条件，所以在愈伤组织每１５ｄ继代１次
的周期前半段时间可溶性蛋白质含量呈上升趋势．随
着培养基中营养组分的被吸收减少，愈伤组织中的蛋
白质合成也受到影响，在后半段时间其含量逐渐下
降．李琰等［１４］的研究表明，在继代初期，愈伤组织的
生长有一定的延迟期，愈伤组织的生长和代谢物质的
产量在继代后随时间的变化呈Ｓ型曲线，这个结论与
本研究的结果一致．
３．２　不同品种原生质体生长和分裂率比较
本研究中，选取继代后第８ｄ生长状态相近的不
同品种愈伤组织进行原生质体培养，培养条件和培养
密度相同，在培养初期未见品种间差异，持续培养发
现‘橄榄球Ⅱ号’再生细胞在培养过程中停止发育，不
再继续分裂，而‘新格莱德’和‘午夜Ⅱ号’再生细胞能
持续分裂，长势良好．３个品种原生质体分裂率也呈
现出较大差异，可见不同品种之间原生质体培养效果
差异很大．赵小强等［１２］对草地早熟禾原生质体培养
的研究结果也证实了这一点．故选择合适的基因型是
进行草地早熟禾原生质体培养成功的先决条件［４］．
３．３　可溶性蛋白质含量与原生质体分裂的关系
细胞的生理生化活动，与细胞内的蛋白质含量有
很大的关系．赵小强等［１２］的研究表明，３个品种草地
早熟禾愈伤组织在更换新鲜培养基后的第８ｄ至第
１０ｄ，酶解愈伤组织能得到质优量多的原生质体，但
没有从生理生化方面做进一步的研究．本研究中，愈
伤组织在继代后第８ｄ至第１０ｄ时愈伤组织状态良
好，其可溶性蛋白质含量达到最高值．原生质体分裂
率最高的‘新格莱德’的愈伤组织中可溶性蛋白质含
量远远高于‘橄榄球Ⅱ号’的，可见蛋白质的含量与愈
伤组织游离出的原生质体数量和活力状态呈正相关，
优质的原生质体才更有潜力进一步分裂生长．蛋白质
的高低可作为原生质体活力和再生能力的一项参考
条件，Ｓｉｍｉｎｉｓ等［９］和马晖玲等［６］的研究结论也证实了
这一点．
３．４　氨基酸含量与原生质体分裂的关系
氨基酸是细胞进行生命活动必不可少的物质，氨
基酸可以合成功能各异的蛋白质，帮助细胞完成生理
活动．肖尊安等［１５］的研究表明，原生质体再生细胞持
续分裂的愈伤组织系的可溶性蛋白质和氨基酸含量
较高．马晖玲等［６］通过测定不同来源原生质体供体材
料的氨基酸含量，发现在原生质体容易分裂的烟草中
氨基酸的含量远高于其他材料．本试验也得到了相同
的结果．
３．５　ＳＯＤ与ＰＯＸ活性与原生质体分裂的关系
原生质体是没有细胞壁的裸露细胞，酶解制备原
生质体时，在酶的作用下，原生质体产生过氧基离子
等活性氧分子，以及产生活性氧的过氧化氢．过氧基
离子和Ｈ２Ｏ２等活性氧影响植物细胞正常代谢，对膜
２０１
第６期 白生军等：影响草地早熟禾原生质体生长和分裂的生理生化因素分析
结构有破坏作用．细胞通过产生ＳＯＤ、ＰＯＸ等酶来清
除活性氧和过氧化物，解除氧毒害，修复损伤的细胞
结构．Ｓｉｍｉｎｉｓ等［９］分析烟草和葡萄原生质体酶解前
后ＰＯＸ活性变化，认为低活性的ＰＯＸ是葡萄原生质
体不易生长的原因．马晖玲等［６］的研究发现，在原生
质体易生长的烟草中，ＰＯＸ和ＳＯＤ酶活性均高于其
他植物材料．本试验测定草地早熟禾原生质体起始材
料的ＳＯＤ和ＰＯＸ活性，发现在不容易分裂的‘橄榄
球Ⅱ号’的愈伤组织中，２种酶的活性都较其他２品种
低，在分裂率最高的‘新格莱德’的愈伤组织中，２种
酶的活性也是最高的．这说明在原生质体的起始材料
中，高活性的ＳＯＤ和ＰＯＸ能够清除在细胞酶解时产
生的活性氧和过氧基离子，保护细胞不受损伤，促进
细胞分裂生长．故ＳＯＤ和ＰＯＸ等酶的活性与原生质
体产量和分裂能力呈正相关，在以后的研究中可以通
过测定ＳＯＤ和ＰＯＸ等酶的活性作为选择原生质体
起始材料的参考．
参考文献
［１］　Ｖａｎｄｅｒ　Ｖａｌｋ　Ｐ，Ｚｅａｌ　Ｍ　Ａ　Ｃ　Ｍ，Ｃｒｅｅｍｅｒｓ－Ｍｏｌｅｎａａｒ　Ｊ．Ｒｅ－
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｂｉｎｏ　ｐｌａｎｔｌｅｔｓ　ｆｒｏｍ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｄｅ－
ｒｉｖｅｄ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ　ｏｆ　Ｋｅｎｔｕｃｋｙ　ｂｌｕｅｇｒａｓｓ（Ｐｏａ　ｐｒｏｔｅｎｓｉｓ　Ｌ．）
［Ｊ］．Ｅｕｐｈｙｔｉｃａ，１９８８（５）：１６９－１７６
［２］　Ｋｉｒｓｔｅｎ　Ａｎｎｅｔｔｅ　Ｎｉｅｌｓｅｎ，Ｅｌｓｅ　Ｌａｒｓｅｎ，Ｅｌｉｓａｂｅｔｈ　Ｋｎｕｄｓｅｎ．
Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ－ｄｅｒｉｖｅｄ　ｇｒｅｅｎ　ｐｌａｎｔｓ　ｏｆ　Ｋｅｎ－
ｔｕｃｋｙ　ｂｌｕｅｇｒａｓｓ（Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ　Ｌ．）［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｃｅｌ　Ｒｅｐｏｒｔ，
１９９３（１２）：５３７－５４０
［３］　马晖玲，赵小强，白小明．草地早熟禾午夜Ⅱ号原生质体
培养及植株再生［Ｊ］．草地学报，２０１０，１８（１）：１０３－１０７
［４］　赵小强，马晖玲，林栋，等．草地早熟禾新格莱德胚性愈
伤组织原生质体培养及植株再生的研究［Ｊ］．草业学报，
２０１０，１９（２）：５５－６６
［５］　齐放军．植物原生质体分离及培养早期阶段损伤和修复
机理的研究［Ｊ］．草业学报，１９９３，２（４）：３１－３９
［６］　马晖玲，张崇浩，肖尊安，等．影响植物原生质体分裂的
生理生化因素［Ｊ］．甘肃农业大学学报，１９９８，３３（１）：４２－
４６
［７］　马晖玲，张崇浩，肖尊安，等．植物内源激素对原生质体
培养的影响［Ｊ］．北京师范大学学报：自然科学版，１９９７，
３３（３）：４１４－４１７
［８］　Ｃｕｔｌｅｒ　Ａ　Ｊ，Ｓａｌｅｅｍ　Ｍ，Ｃｏｆｆｅｙ　Ｍ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．Ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ
ｓｔｒｅｓｓｓ　ｉｎ　ｃｅｒｅａｌ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ　ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｃｅ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｃｅｌ　Ｔｉｓ－
ｓｕｅ　Ｏｒｇａｎ　Ｃｕｌｔ，１９８９，１８：１１３
［９］　Ｋａｕｒ－Ｓａｗｈｎｅｙ　Ｒ，Ｃｈａｃｋａｌａｍａｎｎｉｌ　Ａ，Ｇａｌｓｔｏｎ　Ａ　Ｗ．Ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｍｉｎｅ　ｂｉｏｓｙｔｈｅｓｉｓ　ｏｎ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｏｒ－
ｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｒｉｓｔｅｍａｔｉｃ　ｃｅｎｔｅｒｓ　ｉｎ　Ｐｅｔｕｎｉａ　ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ
ｃｕｌｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｓｃｉ，１９８９，６２：１２３－１２８
［１０］　Ｓｉｍｉｎｉｓ　Ｃ　Ｉ，Ｋａｎｅｌｉｓ　Ａ　Ｋ，Ｒｏｕｂｅｌａｋｉｓ－Ａｎｇｅｌａｋｉｓ　Ｋ　Ａ．
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｉｎ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ
ｉｓｏｅｎｚｙｍｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔ　ａｎｄ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　ｐｒｏｔｏ－
ｐｌａｓｔｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｏｌ　Ｐｌａｎｔ，１９９３，８７：２６３
［１１］　王丽莉，贾敬芬．小麦原生质体分离过程中生理状况的
变化［Ｊ］．植物生理学报，１９９４，２０（４）：３９３－３９８
［１２］　赵小强．草地早熟禾原生质体培养及体细胞的杂交
［Ｄ］．兰州：甘肃农业大学，２００９
［１３］　邹琦．植物生理学实验指导［Ｍ］．北京：中国农业出版
社，２００３：１２９－１３０
［１４］　李琰，王冬梅，姜在民，等．杜仲愈伤组织中次生代谢产
物积累动态研究［Ｊ］．西北植物学报，２００４，２４（１１）：
２０３３－２０３７
［１５］　肖尊安，沈德绪，林伯年．猕猴桃愈伤组织的生理差异
与原生质体生长和分化的关系［Ｊ］．植物生理学报，
１９９２，１８（４）：３６９－３７５
（责任编辑　胡文忠）
３０１