全 文 ：第23卷　第 4期　　　　　西南 师范 大学 学报(自然科学版)　　　　　1998年8月
Vol .2 3 　No .4　　Journal of Southw est China No rmal University (Natural Science )　　Aug .1 998
细胞分裂素 、氯丙嗪对葫芦藓
发育过程的影响
刘　晓　红
(重庆市园林绿化科学研究所 , 重庆 401147)
摘要　用组织培养方法研究了细胞分裂素 (6-BA , KT)及调钙蛋白专一性抑制剂氯丙嗪对葫芦藓
芽分化的影响.结果表明 , 细胞分裂素促进芽的形成 , 而氯丙嗪抑制受其诱导的芽的形成 , 芽分化
过程中可能有调钙蛋白的参与 , 但激素处理下的芽大部分不能正常发育为配子体.
关键词　葫芦藓;细胞分裂素;氯丙嗪;调钙蛋白;发育
分类号　Q945.4
研究植物器官发生 、个体形成的系统发育 , 其实验系统必须具备两个前提:一是植物体
应由一个细胞发育而来;二是细胞增殖后形成个体.用苔藓植物作为实验系统具有许多独特
的优点:①孢子萌发产生的原丝体上有一种特殊细胞———斜壁细胞 , 它能产生启动细胞 , 配
子体就是启动细胞在一定条件下进行三维空间的不断分裂发育而成 , 保证了个体起源的单细
胞特点;②在此实验系统中研究的某种因素对完整生物体而不是分离出来的器官或组织的作
用;③在显微镜下可直接动态地观察发育的全过程而无需固定或切片;④有的藓类在组培控
制条件下的生活周期较短有利于实验工作的开展.
植物系统发育过程中 , 激素起着重要的作用[ 1～ 3] , 而激素作用机理 , 是近几十年植物生
理学工作者研究的热点之一.自从发现调钙蛋白 (Calmodulin简称 CaM), 人们逐渐认识到
Ca
2+作为第 2信使与 CaM 结合后对细胞内多种重要酶所具有的调节作用.Elliot t[ 4]认为 , 通
过Ca2+·CaM 调节活细胞的生理功能可能是植物激素的统一作用方式.
本工作以葫芦藓 (Funaria hygrometria)为实验材料 , 研究了细胞分裂素以及调钙蛋白
专一性抑制剂氯丙嗪对芽形成的影响 , 并在光镜和扫描电镜下观察了芽的分化及发育情况.
1　材料和方法
1.1　接种　葫芦藓配子体产生的孢子囊为褐色时 , 将其采下 , 用 5%次氯酸钠溶液消毒
20 min.在无菌条件下打开孢子囊 , 无菌水适当稀释后用滴管接种在装有琼脂培养基的培养
收稿日期:1997-12-19
　　　刘晓红 , 女 , 32岁 , 工程师.
DOI :10.13718/j.cnki.xsxb.1998.04.020
皿中 (6-BA 、KT 、氯丙嗪是在无菌室中用直径为 0.22 μm 和 0.45 μm 的细菌过滤膜重叠起
来 , 通过过滤灭菌加入 , 培养基表面放上玻璃纸), 于培养室内培养 , 培养温度为 (27±
1)℃, 光照∶黑暗 =12∶12.基本培养基 (CK)采用 Knop[ 5] 琼脂培养基 , 其中 Fe2+采用
MS
[ 6]配方.激素转移培养基:CK+6-BA 或CK+KT (对照皆为 CK), 6-BA 和KT 浓度分别
为 10-9 , 10-7 , 10-6 , 10-5 , 10-4 mol/L.氯丙嗪转移培养基:CK +氯丙嗪 (对照为 CK):
CK+10-5mol/L 6-BA+氯丙嗪 (对照为 CK+10-5mol/L 6-BA);CK+10-5mol/L KT +氯
丙嗪 (对照为 CK+10-5 mol/L K T).氯丙嗪各处理浓度为 25 , 50 , 75 , 100 , 200 μmol/L.
1.2　芽数目的计算　用 Olympus例置显微镜连续观察孢子萌发情况.20 d后取出由一个孢
子萌发形成的原丝体 , 放在载玻片上 , 将其切分成数份分别在显微镜下计算其出芽数 , 总和
后就是每个原丝体的芽数.
1.3　扫描电镜材料的预处理　材料取出后 , 放在载玻片上 , 立即滴入 2%戊二醛固定液
(pH7.2的 0.1 mol/L 磷酸缓冲液配制).然后将其切成若干小片段再投入盛有 2%戊二醛固
定液的小瓶中 , 抽气 30 min , 放入 4℃冰箱固定 2 h , 用巴比妥纳缓冲液漂洗 3 次 (每次
15 min), 再用锇酸后固定 1 h , 复用同系列缓冲液漂洗 3次 (每次 15 min), 分别经 30%,
50%, 70%, 90%浓度乙醇逐级脱水后转入醋酸戊酯中 , 临界点干燥后喷金 , 进行扫描观察.
2　试验 结果
将孢子接种到琼脂培养基上 , 两天后在光镜下已观察到孢子分裂产生新细胞 (图 1:1).
图 1　葫芦鲜芽的分化和发育过程的显微观察
Fig.1　The pho tomicrogaph of buds differentiation
and development process of Funaria hygometria
1.萌发它的孢子开始分裂细胞.×75　2.原丝体.×75　3.原丝体斜壁细胞上产生的启动细胞.×75
4.圆球体芽.×75　5.圆球体芽 (示分裂沟)×75　6.圆球体开始伸展叶片.×75
7.桑椹体状态不正常芽.×90　8.配子体.×60
第 3天开始 , 突出的新细胞分裂 , 形成由一个个长形细胞组成的丝状体 (即原丝体).原丝体
大多数细胞间的横壁与侧壁垂直 , 也有个别是斜壁细胞 (图 1:2).14 d后斜壁细胞上开始
477第 4期　　　　　刘晓红等:细胞分裂素 、 氯丙嗪对葫芦藓发育过程的影响
突出一种特殊细胞 , 即启动细胞 (图 1:3).这种细胞在体内激素的控制下进行三维空间分
裂形成芽 , 芽不断的发育 , 形成近球体状 (图 1:4), 我们称之圆球体.18 d左右圆球体芽的
数目趋于稳定 , 继续发育 , 40 d左右形成配子体 , 在生理上又称为苗 (图 1:8).
孢子萌发 14 d后原丝体斜壁细胞上开始产生启动细胞 , 而芽数目在 18 d天左右趋于稳
定.为研究细胞分裂素对芽形成的影响 , 我们将在基本培养基上生长到第13天时的原丝体分
别转移到含 6-BA或 KT 的激素培养基中 , 7 d后观察出芽率 , 结果如图 2所示.图 2显示 ,
无论 6-BA或 KT 皆对芽的形成有促进作用 , 10-5mol/L 浓度前 , 随着浓度的增加而增加 , 之
后这种促进作用减弱.
氯丙嗪对芽的形成则具有抑制作用.我们将基本培养基上培养到第 13 d的原丝体转移
到氯丙嗪培养基中 (见材料与方法), 7 d后观察出芽情况 , 并与对照比较 , 计算氯丙嗪作用
图 2　细胞分裂素对芽分化率的影响
Fig.2　Inf luence of ehe cy tokinins
on buds dif ferentiation
1.6-BA;2.KT
图 3　氯丙嗪处理对芽分化率的影响
Fig.3　Influence of chlorpromazine
on buds dif ferentiation
1.CK+6-BA+氯丙嗪/ CK+6-BA;
.CK+KT+氯丙嗪/ CK+KT;3.CK+氯丙嗪/CK下的出芽数占对照出芽数的百分比 , 结果如图 3所
示.氯丙嗪对芽的形成有显著的抑制作用 , 其抑制程度与浓度成正比.100 μmol/ L 或
200 μmol/L 浓度时 , 几乎完全抑制对照或 6-BA和 KT 诱导的芽的形成 (图 3).
3　讨　　论
在植物器官发生 、个体形成过程中 , 人们很早就注意到了激素的作用.Skoog 和 Miller[ 7]
曾提出了生长素和细胞分裂素对分化的竞争抑制原理 , 即细胞分裂素/生长素对分化的诱导
起着重要作用 , 并且指出 , 两种物质都为器官形成所必需.我们的实验结果表明 , 细胞分裂
素 (6-BA和 K T)对葫芦藓芽的分化确实具有诱导作用 , 10-5mol/L 浓度时促进效应最为明
显 , 这说明细胞分裂素促进芽分化也许是植物界的一种普遍现象.有实验表明 , 植物细胞分
裂素的作用是通过 Ca2+·CaM 调节的:Saunder和 Hepler[ 8 ～ 10]发现以 CTC (为 Ca2+螯合剂 ,
与Ca2+结合后产生荧光)为探针 , 用细胞分裂素处理后有一股强烈的 Ca2+流进入茎丝体内 ,
Ca2+与膜结合后产生强烈的 CTC荧光.在芽的分裂细胞中此荧光仍然存在 , 从而提出细胞
分裂素是通过调节内部的Ca2+浓度进而诱导芽的形成;Reiss和 Herth[ 11]将A23187 (Ca2+载
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体)引入实验系统中 , 发现它刺激正常芽启动;而 Conrad 等[ 12]用透射电镜展示了细胞分裂
素诱导的侧枝和芽的发育情况 , 并由此推论出 Ca2+浓度的变化可能具有调控细胞内部以液
泡极化为特征的细胞器官的重新分布的作用 , 从而导致芽的形成.这些实验在一定程度上证
明了芽的分化过程与 Ca2+·CaM 的加入有关.在我们的实验中 , CaM 的专一性抑制剂氯丙嗪
无论对CK 或细胞分裂素诱导下形成的芽皆具有抑制作用 , 且抑制程度与浓度成正比 , 由此 ,
我们认为 , 细胞分裂素对葫芦藓芽分化的诱导作用也与 CaM 有关.
由葫芦藓孢子萌发形成配子体的发育进程可知 , 孢子萌发形成的原丝体斜壁细胞上产生
启动细胞.该细胞不断分裂形成芽 , 芽继而发育为圆球体 , 最后形成配子体;但细胞分裂素
(6 BA或 KT)处理下诱导的芽正常发育为圆球体后 , 很大一部分畸形发育形成桑椹体芽
(图 1:7)并停滞于此阶段.通过扫描电镜我们观察到 , 芽在圆球体阶段已有分裂沟出现
(图 1:5), CK试验中随即伸展叶片 , 不断生长发育形成配子体 (图 1:8);而细胞分裂素处
理下 , 畸形发育的桑椹体芽分裂沟仍然存在 , 却没有伸展开叶子的迹象.这是否意味着在我
们实验中的细胞分裂素处理浓度虽能显著诱导芽形成并正常发育到圆球体 , 却对圆球体后的
发育具有抑制作用 , 还有待于进一步探讨.
参　考　文　献
1　Cove D J , Ashton N W.The experimental biology of bryophytes.London:Academic Press , 1984.117～ 210
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479第 4期　　　　　刘晓红等:细胞分裂素 、 氯丙嗪对葫芦藓发育过程的影响
Effect of cytokinins and chlorpromazine
during development in Funaria hygrometria
Liu　Xiaohong
(Chongqing institute of landscape and gardening , Chongqing 401147)
ABSTRACT
Based on the experiment l sy stem of Funaria hygrometria , the results are described , which
cytokinins promote bud formation , and calmodulin inhibitor-chlorpromazine block cy tokinin-in-
duced bud formation , but a large part of cy tokinin-controlled buds can t develop into g ame-
topho re.The normal and abnormal bud development w ith scanning elect ron-microscope is ob-
served.According to the result , calmodulin maybe involved bud differentiation and formation in
Funaria.
KEYWORDS:Funaria hygrometria;cytokinins;chlorpromazine;calmodulin;development
责任编辑　骆秀琼　　　　
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重庆市生态学会成立
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提出了严峻挑战.在这种背景下 , 重庆市生态学会成立了.
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