全 文 ：北方园艺 2009(5):67～ 68 ·研究简报 ·
第一作者简介:孟春晓(1977-),女,博士, 副教授 ,现主要从事藻类
生理与分子生物学研究工作。 E-mail:mengchunxiao@126.com。
通讯作者:高政权(1972-),男,博士,副教授,现从事植物与藻类生
理学研究工作。E-mail:zq7723@126.com。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30671126);山东理工大学
博士启动基金资助项目(4041-405017;4041-405016);山东理工大
学自然科学基金资助项目(4040-306017)。
收稿日期:2008-12-17
爬行卫矛贮藏蛋白的初步研究
孟 春晓 , 高政权
(山东理工大学生命科学学院,山东 淄博 255049)
摘 要:以不同季节的爬行卫矛枝条为研究对象 ,利用光学显微技术和 SDS-PAGE技术来
研究其休眠期和生长期枝条中贮藏蛋白的分布情况。经汞—溴酚蓝染色后的石蜡切片显微观察
表明:休眠期枝条细胞的液泡中有大量蓝色小球状蛋白颗粒 ,有的甚至充满整个液泡 ,而在生长
期枝条细胞中则未发现这种蛋白颗粒的存在。SDS-PAGE结果表明:与生长期枝条样品相比 ,
有一种分子量约为45 kD蛋白质在休眠期枝条大量特异表达 ,这可能就是贮藏蛋白。
关键词:爬行卫矛;贮藏蛋白;显微观察;SDS-PAGE
中图分类号:Q 945.13 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2009)05-0067-02
营养贮藏蛋白质(Vegetative storage proteins简称
VSPs)是许多落叶树种越冬期间贮藏氮的主要形式。贮
藏蛋白通常在夏末秋初开始积累 ,整个越冬期内含量较
高 ,春季随着新梢的萌发 ,被降解成氨基酸以满足枝条
生长的营养需求[ 1-2] 。贮藏蛋白是树木在新季节的生长
发育的营养基础[ 3] 。在热带树木中 ,贮藏蛋白一般积累
在中央大液泡里;而在温带树木中 ,则一般积累在类似
种子贮藏组织的蛋白体结构中 ,称之为蛋白体或贮藏蛋
白质液泡。除杨柳科外 ,对贮藏蛋白在温带树木中的分
布还未见系统的研究报道[ 4] 。爬行卫矛(Euonymus for-
tunei var.Radicans)属卫矛科卫予属 ,是一种常绿藤本植
物 ,别名扶芳藤。其叶色碧绿青翠 ,耐修剪 ,是一种优良
的绿化观赏藤本灌木 ,它适应性强 ,枝叶繁茂 ,终年苍
翠 ,常用于覆盖地面 、攀附假山 、岩石 、老树 ,是高速公路
护坡的上佳材料 ,已经广泛用于主干道的绿化。由于能
净化空气 ,抗烟吸尘 ,成为污染区理想的绿化树种。该
研究以休眠期和生长期的爬行卫矛枝条为材料 ,利用光
学显微技术和 SDS-PAGE技术初步研究了其中贮藏蛋
白含量的动态变化。
1 材料与方法
爬行卫矛采集于山东理工大学校园 ,收集休眠期和
生长期的树枝储存于-70℃冰箱中备用。石蜡切片的
制作方法主要参照文献[ 5] ,切片和汞溴酚蓝染色后进
行显微观察。枝条中的总可溶性蛋白提取方法参照文
献[ 5] ,采用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳[ 6] ,分离胶 T =
12%,上样量为每个泳道 40 μL ,120 V恒压电泳约 8 h ,
考马斯亮蓝 R-250染色 ,每个样品重复多次。
2 结果与分析
经汞-溴酚蓝染色后的石蜡切片显微观察表明 ,休
眠期爬行卫矛枝条细胞的液泡中含有大量蓝色小球状
蛋白颗粒 ,有的甚至充满整个液泡(如图 1 ,箭头所指即
为贮藏蛋白颗粒);而在生长期爬行卫矛枝条细胞的液
泡中鲜有此类蛋白颗粒的存在(如图 2)。结果表明 ,休
眠期爬行卫矛枝条中存在大量营养贮藏蛋白 ,而生长期
爬行卫矛枝条中基本没有营养贮藏蛋白或贮藏蛋白很
少。
根据不同时期爬行卫矛枝条总可溶性蛋白的 SDS-
PAGE电泳图谱可以看出 ,休眠期爬行卫矛枝条中的高
丰度蛋白条带比生长期爬行卫矛枝条蛋白条带的数目
多且颜色深;且有一条分子量大约为 45 kD的蛋白带大
量特异表达 ,这可能就是贮藏蛋白。
3 讨论
近年来 ,对树木营养贮藏组织内各种贮藏化合物的
季节性动态变化做了大量研究 ,尤其是温带落叶阔叶
树[ 2] 。许多阔叶树的枝条韧皮薄壁细胞 、木薄壁细胞 ,
甚至形成层细胞在秋天以蛋白体或贮藏蛋白质液泡形
式积累蛋白质 ,以满足第 2年春季树木光合作用未恢复
前的新梢生长的需要。虽然不同温带树种中蛋白质含
量差异很大 ,但其周期性季节波动很明显。该研究通过
光学显微和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术初步探讨了
爬行卫矛休眠期和生长期枝条中贮藏蛋白的含量变化 ,
发现休眠期枝条细胞的液泡中有大量蓝色小球状蛋白
67
·研究简报· 北方园艺 2009(5):67～ 68
颗粒 ,有的甚至充满整个液泡 ,而在生长期枝条细胞中
则未发现这种蛋白颗粒的存在;休眠期枝条细胞中的蛋
白条带显著多于生长期枝条 ,说明爬行卫矛枝条中的贮
藏蛋白确实存在季节性的变化 ,这与其它树种研究报道
结果一致[ 6-10] 。这一结论为上面所述的树木在入冬后开
始积累贮藏蛋白 ,直到次年为新梢的生长和开花结果所
消耗的观点提供了重要依据。由于时间的关系 ,该试验
只比较研究了休眠期和生长期两个典型季节的枝条材
料 ,没有进行连续采样 ,所以并不能确定何时才是爬行
卫矛枝条中贮藏蛋白的最佳积累时期 ,也不了解枝条中
的贮藏蛋白是从何时开始积累的 ,缺乏对这个树种枝条
中贮藏蛋白动态变化的了解。该研究只是对现有温带
树木贮藏蛋白研究的一个补充 ,为下一步深入了解贮藏
蛋白的研究提供了一定基础。
图 1 休眠期的爬行卫矛枝条
注:树皮经汞-溴酚蓝染色后的显微图
谱 ,箭头所指为贮藏蛋白颗粒。放大倍数
400×。
图2 生长期的爬行卫矛枝条
注:树皮经汞-溴酚蓝染色后的显微图
谱,没有观察到贮藏蛋白颗粒。 放大倍数
400×。
图 3 休眠期和生长期爬行卫矛蛋白电泳图谱
注:S为标准蛋白 ,A 、B分别为休眠期和生
长期爬行卫矛蛋白电泳图谱。箭头所指为休
眠期中特异表达的 45 kD蛋白。
参考文献
[ 1] 彭方仁,王改萍 ,郭娟.银杏营养贮藏蛋白质的细胞学及生物化学分
析[ J] .南京林业大学学报, 2006, 30(4):109-113.
[ 2] 郭红彦,郭彦青 ,彭方仁.木本植物营养贮藏蛋白质代谢机理的研究
进展[ J] .南京林业大学学报 ,2006 ,30(4):123-128.
[ 3] 田维敏,吴继林 ,胡正海 ,等.VSPs在热带树木中分布的细胞学研究
[ J] .热带作物学报 ,2001 ,22(4):1-6.
[ 4] 田维敏 ,吴继林 ,郝秉中,等.15科温带树木营养贮藏蛋白质的细胞学
研究[ J] .西北植物学报 ,2000 ,20(5):835-841.
[ 5] 田维敏.树木营养贮藏蛋白质的细胞学、生物化学和生物学功能的研
究[ D] .西安:西北大学博士学位论文, 2002.
[ 6] Tian W M , Wu J L , Hao B Z , et al.Vegetative Storage Proteins in
Meliaceae[ J] .Acta Botanica Sinica , 2002, 44(2):242-245.
[ 7] Staswick P E.Storage proteins of vegetative plant tissues [ J] .Annu
Rew Plant Physiol Mol Biol , 1994 , 45(3):303-320.
[ 8] 田维敏 ,吴继林 ,胡正海,等.VSPs在热带树木中分布的细胞学研究
[ J] .热带作物学报 ,2001 ,22(4):1-6.
[ 9] 田维敏 ,吴继林.楝科树木营养贮藏蛋白质的研究[ J] .植物学报,
2002 , 44(2):242-245.
[ 10] 田维敏 ,闫兴富 ,胡正海.杨树新梢积累营养贮藏蛋白质的细胞学研
究[ J] .西北植物学报, 2003, 23(7):1143-1147.
Study of Vegetative Storage Protein in Euonymus fortunei var.Radicans
MENG Chun-xiao , GAO Zheng-quan
(School of Life Sciences , Shandong University of Technology , Zibo , Shandong 255049 , China)
Abstract:Vegetative storage proteins(VSPs)in the Euonymus fortunei var.Radicans were identified by using optical
microscopy and SDS-PAGE.Under optical microscope , deep blue masses in a granular appearance were observed in the
secondary xylem parenchyma cells of the dormancy season barks after stained with mercury-bromophenol blue.Howev-
er , there was no granular protein in the development season barks.Compared with SDS-PAGE results of the develop-
ment season barks , there was a 45 kD major protein expressed in the dormancy season barks , which was probably the
vegetative storage protein of Euonymus fortunei var.Radicans.
Keywords:Euonymus fortunei var Radicans;Vegetative storage proteins;Microscopy;SDS-PAGE
68