全 文 ：1999年　 3月
第 23卷　第 1期
河北师范大学学报 (自然科学版 )
Journal of Hebei No rmal Univ e rsity ( Untur al Science)
Mar. 1999
Vol. 23 No. 1
外加植物生长调节剂和钙调素
对白芷悬浮培养细胞增殖效应的关系
赵 宝 华
⒇⒇
(河北师范大学生物系 ,河北 石家庄　 050016)
摘　要: 利用 3 H Td R标记 DN A合成的方法研究了外加植物生长调节剂和钙调素对白
芷悬浮培养细胞增殖的影响 . M S培养基中有和无植物生长调节剂时 ,钙调素对细胞增殖的
促进效应分别为 41%和 43% .结果表明外加钙调素对细胞增殖的效应与培养介质中的激素
浓度可能无关 .
关键词: 植物生长调节剂 ; 钙调素 ; 细胞增殖
分类号: Q26　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1000-5854( 1999) 01-0112-15
很长时间以来 ,认为植物生长调节剂为细胞分裂的调节物质 ,如果在培养介质中供给
适当浓度的生长素和细胞分裂素 ,可刺激刚刚分离到的原生质体进行分裂 .植物生长调节
剂属于胞外信使 ,根据信号转导系统胞外信使一般要转换为胞内信使从而调节细胞内反
应 .目前又有一种假说认为细胞质钙的变化调控细胞分裂进程 ,并在一些真核生物中证
实 ,调控细胞分裂的激酶需钙和钙调素激活 [1 ] .而钙和钙调素在许多植物中已证实是作为
主要的胞内信使 ,参与包括细胞增殖在内的许多生理过程的调节 [2 ] .胞内钙离子和钙调素
对细胞增殖的调控比较明确 .近年来发现胞外钙离子和钙调素也可以促进细胞增殖 [3, 4 ] ,
但关于胞外钙调素与植物生长调节剂对细胞增殖诱导效应关系的工作很少 .本文以白芷
悬浮培养细胞为实验体系 ,对外源植物生长调节剂 ( 6 BA和 2, 4 D)和钙调素对细胞增
殖效应的关系作了初步探讨 .
1　材料和方法
1. 1　试剂和药品
牛脑及花椰菜钙调素为本系细胞生物学研究室提取 ,电泳纯 ; 6 BA( 6 苄基嘌呤 )
为中科院上海生化所产品 ,层析纯 ; 2, 4 D( 2, 4 二氯苯氧乙酸 )为北京化工厂产品 ,分析
纯 ; 3 H TdR为北京原子能科学院同位素所产品 ,放化纯度大于 95% ; PP0, P0P0P为上
海试剂一厂产品 ,闪烁纯 .
1. 2　实验材料
白芷 ( Angelica dahurica )愈伤组织由山东大学生物系植物生理教研组提供 ,转接于
MS固体培养基 ,在 LRH 250 G型光照培养箱中 , 26± 1℃培养 ,每 7～ 10d转接一次 .
1. 3　培养基
1. 3. 1　继代培养基　 MS培养基不加 6 BA 0. 5mmol /L, 2, 4 D 1. 0mmol /L.
1. 3. 2　实验用培养基　在 MS培养基的基础上 ,根据实验条件添加相应浓度的植物生长
⒇
⒇ 作者简介:赵宝华 ( 1966 　 ) ,男 ,河北故城人 ,河北师范大学讲师 ,博士生 .
收稿日期: 1998 04 22
DOI : 10. 13763 /j . cnki . jhebnu. nse. 1999. 01. 032
调节物质和钙调素 .
1. 4　白芷悬浮培养细胞体系的建立
选取生长旺盛、质地疏松的愈伤组织约 5 g ,放入内装 30m l M S液体培养基的 100m l
三角瓶中 ,于 T HZ 88 1型台式多用恒温振荡器上 26± 1℃暗处振荡培养 ,转速为
100 r /min;用 60目尼龙网过滤 ,去掉原液体培养基 ,再转入内装 30ml新鲜培养基的
100ml三角瓶中继续培养 ,每 7～ 10 d转接一次 ,以得到生长旺盛、颜色较白的悬浮细胞
系 .每次实验前 ,用含 0. 5mol /L EG TA但不含 6 BA和 2, 4 D的培养液洗涤细胞 3
次 ,以除去原细胞液中的植物生长调节剂 .
1. 5　细胞增殖指标的测定
用 3H TdR标记细胞 DNA合成速率的变化表示细胞增殖率 ,在各实验组细胞培养
开始及结束前一天 ,分别吸出 1. 0ml细胞悬液移至灭菌的青霉素小瓶中 ,加入 3 H TdR,
使其终浓度为 1μci /ml;标记 24 h,转移到直径为 24mm的圆滤纸片上 ,经洗涤固定后转
入盛有 8m l 0. 4% PP0, 0. 01% P0P0P甲苯闪烁液的 20ml闪烁瓶中 ,暗处放置 24 h后 ,用
T RI CARB2200CA型微机液闪分析仪 (美国 PACKARD公司 )测量各样品的 dpm (衰
变 /min)值 .根据各组细胞培养开始及结束时 dpm值的变化 ,分析细胞增殖情况 .
2　结　果
2. 1　植物生长调节剂对白芷悬浮培养细胞增殖的影响　
表 1　外源激素对白芷悬浮培养细胞增殖的影响
培养基成分及处理 放射性 /dpm 细胞增殖相对百分率 /%
M S 8 703± 913 100
M S+ 6 BA 0. 5mg /L+
　　 2, 4 D 1. 0mg /L
13 532± 1 704 155
表 2　外源钙调素对白芷悬浮培养细胞增殖的影响
培养基成分及处理 放射性 /dpm 细胞增殖相对百分率 /%
M S 9 017± 1 025 100
M S+ 5μg /ml牛脑 CaM 12 467± 1 569 138
M S+ 5μg /ml花椰菜 CaM 12 795± 1 634 141
　　将 MS培养基中的植物生长
调节剂浓度分别调整到 ( 6 BA
0. 5mg /L及 2, 4 D 1. 0mg /L)
和无激素两个水平 ,培养 10d后
测定其放射性 ,结果如表 1所示 .
可以看出如果以 MS条件下细胞
的放射性为 100% ,在培养基中
存在植物生长调节剂时 ,其放射
性分别为 MS的 155% .
　　培养起始细胞浓度为 2. 1×
10
5
Cells /m l, dpm值为 6 279.
2. 2　 MS培养基中外加钙调素对白芷悬浮培养细胞的影响
在 MS培养基中分别补加纯化牛脑钙调素或花椰菜钙调素 ,使其终浓度为 5μg /ml ,
培养 10d后 ,测定其放射性 .结果如表 2所示 .如以 MS条件下细胞的放射性为 100% ,外
加钙调素分别为 MS时的 138%和 141% ;动物钙调素和植物钙调素在促进细胞增殖方面
的作用相差不大 .
培养起始细胞浓度为 2. 1× 105 Cells /ml, dpm值为 6 489,实验重复 3次以上 .
2. 3　在 MS培养基中 ,同时外加植物生长调节剂和钙调素对白芷细胞增殖的影响
将培养基中的植物生长调节剂浓度调整到 6 BA 0. 5mg /L和 2, 4 D 1. 0mg /L,在
此基础上 ,添加纯化牛脑钙调素使其终浓度为 5μg /ml ,培养 10 d后 ,测定其放射性 ,结果
如表 3所示 .介质中存在常量激素条件下的放射性为 MS时的 153% ,介质中同时添加植
113第 1期　 　赵宝华: 外加植物生长调节剂和钙调素对白芷悬浮培养细胞增殖效应的关系　　　　
物生长调节剂和钙调素时 ,其放射性为 MS时的 194% .
表 3　外加钙调素对白芷悬浮培养细胞增殖的影响
培养基成分及处理 放射性 /d pm 细胞增殖相对百分率 /%
M S+ 6 BA 0. 5 mg /L, 2, 4 D 1. 0 mg /L 12 175± 1 625 100
M S+ 6 BA 0. 5 mg /L, 2, 4 D 1. 0 mg /L 17 407± 1 913 143
　　+ 5μg /ml CaM
细胞起始浓度 2. 1× 105 cells /ml,起始 dpm值为 6 407.
3　讨　论
许多研究报道植物生长调节剂参与多种细胞的增殖过程 .近年来 ,胞外钙调素的工作
倍受重视 ,孙大业等经过 10余年的研究工作证实植物细胞外存在钙调素及有促进多种植
物细胞及原生质体细胞增殖的功能 [2 ] .现已知在植物体内钙和钙调素参与激素有关的许
多生理过程 [5 ] .余芳等报道了 Ca2+ 可能与愈伤组织形成过程中的激素效应有关 [6 ] .目前 ,
已有许多实验证实植物生长调节剂与愈伤组织生长和钙调素水平之间的关系 [7 ] ,植物生
长调节剂可诱导胡萝卡愈伤组织形成过程中钙调素含量的增加 [8 ] .
本工作着重研究了胞外钙调素与植物生长调节剂对细胞增殖效应的关系 .结果表明
外源植物生长调节剂和钙调素均能明显地促进白芷悬浮培养细胞的增殖 ,介质中有和无
植物生长调节剂 ,外加纯化钙调素对细胞增殖的促进效应分别为 41%和 43% ,显示其促
进效应与激素浓度无关 .我们推测: ( 1)胞外钙调素可能影响到植物生长调节剂与膜的相
互作用甚至直接作用于膜 ,结合于膜上某种糖蛋白或受体 ,从而影响到细胞增殖在内的许
多生理过程 . ( 2)外源钙调素可能与植物生长调节剂一样属于胞外信使 ,通过细胞壁区钙
调素结合蛋白 ( CaM BPs)及其他跨越细胞壁、质膜与胞内细胞骨架联系的大分子 ,传递外
界刺激信息 ,从而调节植物细胞的生长与发育 ,胞外钙调素可能模拟植物生长调节剂起作
用 .本研究工作只是初步的 ,其相互作用机理值得进一步深入研究 .
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114　 　　　　　　　　　　　河北师范大学学报 (自然科学版 )　　　　　　　　　　 　　第 23卷
Relationship Between Extracellular Hormone and Calmodulin
Effect in Proliferation of Angelica Dahur ica Cells
ZHAO Bao-hua
( Department of Biolog y, Hebei No rmal Univ ersi ty, Shijiazhuang 050016, PRC)
Abstract: The ef fects of ex t racellular phy toho rmone and calmodulin on proliferation
o f Angel ica dahurica cells wa s studied by the method o f 3 H-TdR labeled DN A synthe-
sis. Percentage o f cell pro li feration induced by calmodulin w ere 41% and 43% under the
conditions of w ith or wi thout phy toho rmone. All these results suggested that the ef fects
o f ex t racellular calmodulin on cell proli feration might have no thing to do wi th phy toho r-
mone in the medium.
Key words: phy toho rmone; calmodulin; cell pro liferation (责任编辑　柴　键 )
(上接第 105页 )
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Superoxide Dismutase and Its Model Complexes
SHI Shuang-qun,　 LIU Zhi-xian
( Departm en t of Chemis t ry, Hebei Normal Universi ty, Shi jiazhuang 050016, PRC)
Abstract: The structures and properties o f supero xide anion radical and superoxide
dismutase w ere int roduced. The scavenging ef fects of many superoxide dismutase mimics
in complexes w ere summarized.
Key words: supero xide radical; superoxide dismutase; model compound
(责任编辑　邱　丽 )
115第 1期　 　赵宝华: 外加植物生长调节剂和钙调素对白芷悬浮培养细胞增殖效应的关系