全 文 ：第 ” 卷
] 9 91 年
第3 期
8 月
吉 林 农 业 大 学 学 报
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3
1 9 91
更生霉素诱发向 日葵离体培养细胞变异 ’
顾德峰 朴铁夫 许耀奎 李 琴 凌风楼
(遗传教研室 )
搞要 向日葵愈伤组织经更生霉索处理后 ,其生长速度明显降低 。 细胞学观察发现 ,细胞染色
体结构和数目均发生了变化 。
关祖词 更生霉素 向日葵 离体培养 诱发变异
为了提高植物体在离体培养条件下的细胞变异颇率 ,进行植物细胞突变体的筛选 ,往
往采用化学诱变剂与植物组织培养相结合的途径 。 更生称素 (又名放线菌素 K )是从土壤
中产黑色素链霉菌 (S . me lan oc hr o orn ge , )培养液中分离出的一种抗菌素 。 能抑制多种肿
瘤细胞的增殖 , 已作为一种抗癌药应用于 医疗临床 。 其所含成分之一放线菌素 D 能与
D N A 结合 , 阻断 m R N A 的合成 ,从而引起细胞损伤及死亡 .l[ 幻。 但是 ,该抗菌素能否作一种
化学诱变剂应用于植物组织培养 ,提高植物离体细胞的变异频率 ,至今未见报道 。 本文对
更生霉素诱发向日葵愈伤组织细胞变异情况进行了研究。
1 材料与方法
1
.
1 向日葵愈伤组织的诱导 将向日葵品种“ 苏 3 2” 的种子培养无菌苗 。 待幼苗长至 5
c m 左右时 , 取下胚轴并将其切成 3 ~ 长切段作为外植体
。 接种到 M s + 5 9 / L K N 0 3十 1 0
m日L 肌醇 十 40 m s/ L 腺嗦吟 十 50 0 m s/ L 水解酩蛋白十 1 m s/ L N A A + 1 m s/ L B A + 0 . 1
m g G A , + 蔗糖 30 9 L/ 培养基上 。 愈伤组织形成 15 d 后 ,将其转到更生霉素相同培养基中
进行处理培养 。
飞. 2 更生霉素的处理方法 将更生霉素在无菌条件下按不 同处理浓度加入到经高压灭
菌的培养基中 。 培养基中更生霉素的浓度分别为 0 . 1 , 1 , 1 0 , 20 , 峨0 , 6 0此 /m l 。 以不加更生
霉素的相同培养基为对照 。 愈伤组织在含不同浓度的更生霉素培养基中处理培养 s d 后 ,
再转入无更生霉素的培养基中恢复培养 20 d 。 同时调查愈伤组织增长情况 ,并取样进行细
胞学观察 。 整个培养过程均在黑暗中进行 ,温度为 2 5℃ 。
1
.
3 细胞学观察 取新鲜 、 生长旺盛的愈伤组织屯经卡诺氏固定液固定 2峨 h . I N H cl
60 ℃水解 10 m in 。 用卡宝品红染液染色 10 m in ,压片 。 观察细胞染色体变异情况 。
本工作由国家自然科学基金资助
收稿日期 : 29 9 1一 0 1一 2 0
DOI : 10. 13327 /j . j jl au. 1991. 03. 003
吉 林 农 业 大 学 学 报 1 9 91年
2 实验结果
2
.
1 愈伤组织的生长情况
将生长均匀一致的新鲜愈伤组织转入含不同浓度更生霉素的培养基中 ,愈伤组织的
颜色由白色逐渐变为黄色 、 褐色 ,并有死亡现象发生 。 随着浓度的增大 ,效果越明显 . 而且 ,
愈伤组织的生长速度也随之减慢 (表 1 ) 。 在不含更生霉素的培养基中 ,愈伤组织由处理前
的 1 · 组3 5 增长为 1 · 8 1 9 。 而在含 4 0 , s /m l和 6 0 ; s /m l更生霉素培养基中 ,愈伤组织的重
量 由处理前的 1 . 4 9 和 1 . 26 9 , 至处理后分别变化为 1 . 45 9 和 1 . 29 8 , 生长极缓慢 。 与对
照相比 , 差异极显著 。 愈伤组织的生长受到了明显的抑制作用 。 当愈伤组织转到无更生霉
素新鲜培养基中恢复培养 20 d 后 , 多数愈伤组织又逐渐由黄色 、褐色转变为白色状态 ,恢
复其正常生长 。 但生长速度仍不及未经处理的愈伤组织 (图 1一 1 , 1一 2) 。
2
.
2 细胞染色体数目和结构变异
正常向 日葵体细胞内染色体数目为 2n ~ 34 。 未经更生霉素处理的愈伤组织 ,细胞学
观察未发现有染色体结构或数目变异情况 。所有观察到的分裂细胞的中期或后期 ,全部为
正常染色体数目 (图 1一 3 ) 。 而经更生霉素处理过的愈伤组织 ,却发现有多种细胞染色体
变异类型 。 如多倍化 2n ~ 6 8( 图 1一 4 ) ,染色体双桥 (图 1一 5) ,染色体多桥 (图 1一 6 ) 。 而
且 , 这些变异类型的细胞数目随处理浓度的增大而增多 (表 2 ) 。 0 . 1 略 /m1 处理的愈伤组
织与对照相同 ,未观察到细胞染色体的变异 。 而 10 阳 /ml 以上更生霉素处理的愈伤组织 ,
随浓度增大 ,变异类型和数目也增多 。 60 林s/ ml 处理的愈伤组织中 , 多倍化类型的细胞约
占全部观察细胞总数的 1 / 4 。
表 l 更生霉素对向日葵愈伤组织生长的影响 ·
处理浓度 ( p g /而 ) 0 0 . 1 ] 1 0 2 0 4 0 6 0
处理前 (s)
处理后 ( s)
恢复培养后 ( g)
1
。
4 3 ]
,
3 0 1
.
2 9 ]
.
3 8 1
.
5 1 1
.
4 4 1
.
2 6
1
.
8 1 1
.
9 1 1
.
7 6 1
.
5 1 1
.
5 1 1 4 5 1
.
2 9
3
.
9 6 3
.
4 4 3
.
64 3
.
0 1 2
.
0 7 2
.
07 2
.
] 0
`
5 瓶愈伤组织平均重量
表 2 更生霉素诱发向日葵愈伤组织细胞染色体变异
处理浓度 (目s/ 而 ) 0 0 . 1 10 2 0 4 0 6 0
4
l l
2 5
,二
Z
n八染色体桥
多倍化细胞
正常细胞数
0 2
3 讨 论
大量研究表明 , 植物体在离体培养条件下可产生细胞无性系变异 s[, `〕 。 其变异的频率
吉 林 农 业 大 学 学 报1 9 91 年
2实验结果
2
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1 愈伤组织的生长情况
将生长均匀一致的新鲜愈伤组织转入含不同浓度更生霉素的培养基中 ,愈伤组织的
颜色由白色逐渐变为黄色 、 褐色 ,并有死亡现象发生 。 随着浓度的增大 ,效果越明显 . 而且 ,
愈伤组织的生长速度也随之减慢 (表 1 ) 。 在不含更生霉素的培养基中 ,愈伤组织由处理前
的 1 · 组3 5 增长为 1 · 8 1 9 。 而在含 4 0 , s /m l和 6 0 ; s /m l更生霉素培养基中 ,愈伤组织的重
量 由处理前的 1 . 4 9 和 1 . 26 9 , 至处理后分别变化为 1 . 45 9 和 1 . 29 8 , 生长极缓慢 。 与对
照相比 , 差异极显著 。 愈伤组织的生长受到了明显的抑制作用 。 当愈伤组织转到无更生霉
素新鲜培养基中恢复培养 20 d 后 , 多数愈伤组织又逐渐由黄色 、褐色转变为白色状态 ,恢
复其正常生长 。 但生长速度仍不及未经处理的愈伤组织 (图 1一 1 , 1一 2) 。
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2 细胞染色体数目和结构变异
正常向 日葵体细胞内染色体数目为 2n ~ 34 。 未经更生霉素处理的愈伤组织 ,细胞学
观察未发现有染色体结构或数目变异情况 。所有观察到的分裂细胞的中期或后期 ,全部为
正常染色体数目 (图 1一 3 ) 。 而经更生霉素处理过的愈伤组织 ,却发现有多种细胞染色体
变异类型 。 如多倍化 2n ~ 6 8( 图 1一 4 ) ,染色体双桥 (图 1一 5) ,染色体多桥 (图 1一 6 ) 。 而
且 , 这些变异类型的细胞数目随处理浓度的增大而增多 (表 2 ) 。 0 . 1 略 /m1 处理的愈伤组
织与对照相同 ,未观察到细胞染色体的变异 。 而 10 阳 /ml 以上更生霉素处理的愈伤组织 ,
随浓度增大 ,变异类型和数目也增多 。 60 林s/ ml 处理的愈伤组织中 , 多倍化类型的细胞约
占全部观察细胞总数的 1 / 4 。
表 l 更生霉素对向日葵愈伤组织生长的影响 ·
处理浓度 ( p g /而 ) 0 0 . 1 ] 1 0 2 0 4 0 6 0
处理前 (s)
处理后 ( s)
恢复培养后 ( g)
1
。
4 3 ]
,
3 0 1
.
2 9 ]
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3 8 1
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5 1 1
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9 6 3
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4 4 3
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64 3
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0 1 2
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0 7 2
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07 2
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5 瓶愈伤组织平均重量
表 2 更生霉素诱发向日葵愈伤组织细胞染色体变异
处理浓度 (目s/ 而 ) 0 0 . 1 10 2 0 4 0 6 0
4
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2 5
,二
Z
n八染色体桥
多倍化细胞
正常细胞数
0 2
3 讨 论
大量研究表明 , 植物体在离体培养条件下可产生细胞无性系变异 s[, `〕 。 其变异的频率
2 1 古 林 农 业 大 学 学 报1 91 年
中 , 既观察到了多倍化染色体 ,也观察到了多种形式的染色体桥 , 说明细胞染色体的结构
已发生了变异 。 由此可见 ,更生霉素可起到与放线菌素 D 相似的作用 ,对离体植物细胞遗
传组成有着明显的诱变效应 . 因此 ,更生祥素可作为一种化学诱变剂应用手植物组织培
养 。
参 考 文 献
上海第一医学院主编 . 药理学 . 人民卫生出版社 , 1 980 , 921 ~ 92
徐积恩等 . 抗生素 . 科学出版社 , 19 82 , 2 0 ~ 202
助 y l」胭 M W . nI t . 双凌v . E冶 v . 仁琳d , S u昭 . l l A , 1 9 8 0 , 1 1 3~ 1 1 4
C冶I招 at n t in M J . E的v让. 1 , XE 卜 致减
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1 98 1
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2 1: 35 9~ 3 6 1
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商效民 . 植物离体培养中染色体的变异 . 细胞生物学杂志 , 1984 , 6( l ) : 5~ 12
(上接第 4 页 )
参 考 文 献
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云南大理州经作所烤烟组 · 烤烟无火土育苗初获成功 . 云南烟草科技参考 , 19 80 , ( 3) · 14 ~ 15
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g or w th pe ir od an d 血 et o f h ea d in g we r e h ihg es t bu t t ha t fo r s P ik e n um b e sr pe r lP an t a耐 be a r in s
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r e l o w e r ; ( 2 ) 比C a u s e o f t h e 肛 e a t e o n t r ibu it o n ` ot t h e y 记l d , t h吸 e h ar ct e r s o f se d un m -