全 文 ：1999年 6月
第 29卷第 3期
西北大学学报 (自然科学版 )
Journal of No rthw est Univ ersity( Na tur al Science Edition)
Jun. 1999
Vol. 29 No. 3
　　 收稿日期: 1998-04-15
　　 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 39170097)
　　 作者简介: 徐元红 ( 1967-) ,女 ,陕西延安人 ,陕西师范大学讲师 ,从事植物细胞工程方面的研究。
伊贝母鳞茎体外分化中几个生化指标的测定
徐元红 1 ,朱四易2
( 1.陕西师范大学 生命科学学院 ,陕西 西安　 710062; 2.西北大学 生物学系 ,陕西 西安　 710069)
摘要:在伊贝母组织培养过程中 ,建立了稳定的鳞茎发生体系。在鳞茎发生过程中 ,对 PAL活性、淀
粉酶活力、核酸含量进行了测定。在整个过程中 PAL表现出 2个活性高峰 ,第 1个峰与分化无关 ,第 2
个峰是愈伤组织分化开始形成鳞茎的特征峰。在鳞茎分化前 ,淀粉酶活力和核酸含量都逐渐上升到
高峰 ,鳞茎形成后 ,其逐渐下降 ,以后比较稳定。
关　键　词: 伊贝母 ;分化 ;苯丙氨酸解氨酶 ;淀粉酶 ;核酸
中图分类号: G945. 39　　文献标识码: A　　论文编号: 1000-274Ⅹ ( 1999) 03-0259-03
　　细胞分化是发育生物学中的重要问题之一 ,而
组织培养技术为分化的研究提供了较为满意的实验
系统 [ 1 ]。分化过程通常伴随内部复杂的生理生化变
化 ,在这方面已有一些报道 [2～ 6 ] ,但结论尚不一致。
本实验用组织培养方法 ,在伊贝母愈伤组织鳞茎分
化期间 ,对 PAL(苯丙氨酸解氨酶 )活性进行测定 ,
并对器官发生过程中关键性的生化指标淀粉酶活性
和核酸含量变化进行了测定分析 ,现将结果报告如
下。
1　材料和方法
伊贝母 ( Fritillaria pallidi f lora Schrenk )原产
新疆 ,试验用鳞茎取自多年栽培于陕西陇县的贝母
基地。鳞茎在冰箱中度过休眠后 ,长出黄化幼茎 ,取
新生鳞瓣和幼茎作为外植体。它们在附加 IBA 1
mg /L, 6-BA 1 mg /L的 MS培养基上形成愈伤组
织。将伊贝母愈伤组织转接在分化培养基上 (附加 6-
BA 2 mg /L , IBA 1 mg /L的 MS培养基 ) ,从第 1天
开始定期测定 PAL(苯丙氨酸解氨酶 )的活性、T-淀
粉酶活性、U-淀粉酶活性、 RNA, DN A含量 ,直至小
鳞茎发生。每次测定取样 3次 ,求平均值。
PAL活性测定参照文献 [3, 4, 7]的方法。
T-淀粉酶、U-淀粉酶活性测定参照文献 [8, 9 ]的
方法。
RNA, DN A含量测定参照植物生理学实验指
导 [10 ]。
2　结果与讨论
2. 1　 PAL活性变化测定
伊贝母幼茎愈伤组织转接在分化培养基上以
后 ,对其分化过程中 PAL活性进行测定 ,并与继代
培养愈伤组织的 PAL活性变化作比较 ,结果如图 1。
图 1　伊贝母愈伤组织在 M S培养基上 PAL活性变化
Fig . 1　 PAL Activity Change of Callus
Cultur ed on MS Medium
从图 1可知 ,无论在继代增殖或分化培养基上 ,
最初 2～ 3 d内 PAL活性均有一高峰 ,然后趋于下
降。培养在分化培养基上的愈伤组织至第 14 d时 ,
PAL活性出现第 2个高峰 , 非分化条件下却没有这
个峰。两周以后 ,分化条件下的愈伤组织上可以用肉
眼辨认出白色小芽点。
由此可见 ,第 1个 PAL活性高峰可能与细胞分
化无关 ,因为无论在分化或不分化条件下均有此峰。
第 2个峰则与细胞分化密切相关 ,因为这个峰只在分
化组织中出现。这一实验结果与以往在烟草 [3, 4]、甜
叶菊、丹参 [ 3]、胡萝卜 [ 5 ]中所得结果一致。
PAL是一种诱导酶 ,是与次生代谢有关的关键
酶 ,受多种因素调节 [ 11]。实验中出现的第 1个 PAL
高峰 , 是由于组织或细胞转移到新培养基时诱导形
成的 [4 ] ,可能与细胞分裂 ,壁物质合成有关。第 2个峰
与分化相关 ,由于 PAL是苯丙酸盐代谢中的一个限
速酶 ,与木质素合成有关 ,而木质素是植物细胞分化
的物质基础 [5 ] ,因此这个峰可以作为愈伤组织或悬
浮细胞启动分化的指标。
2. 2　α,β-淀粉酶活性变化测定 (如图 2)
图 2　伊贝母鳞茎分化过程中α-淀粉
酶、β -淀粉酶活力变化
Fig . 2　 Activity Change o fα-amylase and
β-amy lase during Differ entiation
从图 2分析可知 ,淀粉酶在脱分化时期 ,酶活逐
渐上升 ,在芽原基形成时达到最高 ( 23 d时 ,可以用
肉眼辨认愈伤组织上的白色小芽点 ) ,以后又逐渐下
降 ,最后趋于稳定。由此可见 ,在组织脱分化形成胚
性细胞时 ,细胞代谢活跃 ,分裂迅速 ,使这一阶段淀
粉酶活力增高 ,反映细胞脱分化与形态建成时 ,细胞
的各类大分子物质合成活跃 ,需要大量代谢底物和
能源供应。据报道 ,在芽原基形成时 ,呼吸代谢加强 ,
EM P, TCAC, HMP途径的运行程度都明显加
快 [12 ] ,此时淀粉酶活力上升到最高。这说明淀粉可
能积极参与了细胞的生长和分化 ,起着物质能量供
应的重要作用 [ 13]。本试验结果与文献 [14]的结果有
一定差异。
2. 3　 RNA, DNA含量变化测定 (如图 3)
图 3　伊贝母鳞茎分化过程中
RN A和 DNA含量变化
Fig . 2　 Changes of RNA and DN A Content
during Dif ferentia tion
从图 3可以看出 ,在分化前 RNA和 DNA含量
都处于上升趋势 ,在分化前 2～ 3 d内急骤上升到最
高 ,然后又急骤下降。由此可见 ,细胞一旦被启动 ,细
胞分裂就很活跃 ,遗传信息大量转录和转译产生与
分化有关的大量特异蛋白和酶而调控代谢类型 ,为
形态建成提供必要的物质基础。形态发生开始后 ,核
酸含量明显减少 ,说明核酸合成与形态建成密切相
关 ,直接反映形态发生的进程。这一结果与枸杞组织
培养形态发生中所得结果相似 [6 ]。
参考文献:
[ 1]　刘　涤 .体外分化的研究 [ J].植物生理学通讯 , 1983( 5): 1-6.
[ 2]　汪丽虹 ,王亚馥 ,杨汉民 ,等 .伊贝母组织培养形态发生过程中几种糖类含量及淀粉酶和蔗糖酶活力动态研究 [ J].西北植
物学报 , 1986, 12( 1): 81-88.
[ 3]　余沛涛 ,薛应龙 .植物苯丙氨酸解氨酶 ( PAL)在细胞分化中的作用 [ J].植物生理学通讯 , 1986( 1): 37-38.
[ 4]　余沛涛 ,薛应龙 .植物苯丙氨酸解氨酶 ( PAL)在细胞分化中的作用 [ J].植物生理学报 , 1983, 13( 1): 14-19.
[ 5]　何奕昆 ,路铁刚 .胡萝卜愈伤组织培养中苯丙氨酸解氨酶与分化的关系 [ J].植物学集刊 , 1992( 6): 175-180.
[ 6 ]　王仑山 ,王亚馥 ,杨汉民 .枸杞组织培养中形态发生与核酸蛋白质合成动态的研究 [ J].西北植物学报 , 1987, 7( 2): 118-
121.
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[ 7]　欧阳光察 .胚乳对幼苗中苯丙氨酸解氨酶 ( PAL)活性的影响 [ J].植物生理学报 , 1987, 13( 2): 122-128.
[ 8]　 [德 ]施特尔马赫著 .酶的测定方法 [ M ].钱嘉渊译 .北京: 中国轻工业出版社 , 1992.
[ 9]　高锦华 ,唐锦华 .水稻胚乳发育过程中胚和胚乳内几种碳水化合物及淀粉酶活力测定 [ J].植物生理学报 , 1982, 8( 3):
285-290.
[ 10 ]　张志良 .植物生理实验指导 [M ].北京: 高等教育出版社 , 1990.
[ 11 ]　 Hanson K R, Harir E A. Phenylalanine Ammonialyase [ J]. The Biockemist ry o f Plant, 1981, 7: 577-625.
[ 12 ]　毕玉宏 ,梁厚果 .烟草愈伤组织分化和芽原基形成期间呼吸代谢途径的改变 [ J].实验生物学报 , 1987, 87( 2): 109-117.
[ 13 ]　贾章铮 ,唐锡华 .粳稻分化发育期间一些大分子物质的动态 [ J].植物生理学报 , 1982, 8( 3): 295-304.
[ 14]　汪丽虹 ,王亚馥 .伊贝母组织培养形态发生过程中几种糖类含量及淀粉酶和蔗糖酶活力动态研究 [ J].西北植物学报 ,
1991, 11( 3): 194-198.
(编　辑　张银玲 )
A Study on the activity of PAL and analysis and the change
of nucleic acid content during bulb differentiation on
callus of siberian fritillary
XU Yuan-h ong
1
, ZHU Si-yi
2
( 1. Colleg e o f Life Scienses, Shaanx i No rmal Univ erisity , Xi′an 710062, China
2. Depa rtment o f Biolog y No rthw est Univ ersity , Xi′an 710069, China)
Abstract: The sy stem of conparativ ely stable bulb-genesis has been built in long-term tissue culture of
Fritil laria pal lidi f lora Schrenk. In the course of dif ferentiation of bulbs, tw o peaks o f PAL activi ty w ere
observ ed. The first one had no thing to do wi th dif ferentiation, but the second one w as the characteristic
peak of bulb dif ferentiation. In the previous period of bulb dif ferentiation, the activity of analysis and the
content of nucleic acid inreased g radually to reach the peak, then decreased g radually af ter dif ferentiation.
Key words: Fritillaria pall idif lora Schrenk; di fferentiation; PAL; amylase; nucleic acid
学术动态
张伯声地球科学奖励基金在我校正式设立
1999年 4月 7日 ,张伯声地球科学奖励基金在我校正式设立。该基金是由我校地质系师生及张伯声院士家
属共同发起筹集设立的 ,旨在对地质系学生奖优助困 ,研究张伯声先生学术思想 ,资助和奖励在地球科学研
究领域获得重大成果的优秀青年地学工作者。该基金自 1998年筹集以来已获得各界资助 20余万元 ,并将在今
后继续筹集 ,持续滚动发展。
张伯声先生学识渊博 ,治学严谨 ,人品高尚 ,具有精深的学术造诣 ,特别是在大地构造地质学领域中取得
了举世瞩目的科研成果 ,创立了地壳波浪状镶嵌构造学说 ,成为影响我国地学发展的大地构造五大学派之
一。张先生为我国的地质教育事业毕生奋斗 ,做出了卓绝贡献 ,尤其是在我校工作 40余年 ,对我校及地质系的
发展壮大做出了不可磨灭的功绩。以先生之名设立基金就是要激励后人 ,以先生为楷模 ,严谨治学 ,献身科
学 ,开拓进取 ,开创地质工作新局面。
(薛　鲍 )
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