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金边黄杨不同生育期内源激素含量差异分析



全 文 :近年来,关于植物激素作用的研究越来越多,其研究结
果在农业生产中受到相关企业及广大农民的广泛应用 [1]。但
植物不同生育期顶端分生组织的内源激素含量却很少有人
测定,这可能是由于植物的生育期无法控制的缘故。仅仅只
是测定植物不同生育期内源激素含量,就需要花费较长的
时间才能完成,若在此基础上再做其他研究,就会有相当大
的工作量 [2]。不仅如此,如果试验失败就需要再等一个植物
生长周期,费时费力。因此,需要找出植物顶端分生组织内
源激素含量变化的规律才能排除生育期这一人工无法控制
的因素。由于金边黄杨在同一时期具有不同生育期的枝条,
可以在较短的时间内得出结论,所以本试验采用金边黄杨
这一材料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 不同生育期顶端分生组织材料。选取大小一致的金
边黄杨,分别取四叶期、六叶期、八叶期、十叶期、十二叶期
的新梢。将这些金边黄杨的新梢分为 2 组。第 1 组在解剖镜
下将茎尖的所有幼叶剥掉,然后用小刀将茎尖的最顶端取
下,使其不包含叶原基,作为顶端分生组织材料,共取 0.1 g。
操作需要在解剖镜下进行,以保证取到的材料只有顶端分
生组织而不含有叶原基。5 个生育期的材料都作相同处理;
第 2 组只将成熟的展开的叶片剥去,留下茎尖不作处理,茎
尖包含了顶端分生组织和叶原基,且叶原基的含量达到最
高值,这将作为含最多叶原基的茎尖材料,取 0.1 g,5 个生
育期的材料都作相同处理。
1.1.2 相同生育期茎尖材料。选取大小一致的金边黄杨,取
八叶期的新梢。由于不含叶原基的顶端分生组织材料及含
最多叶原基的茎尖材料已制备好,因此只要将采来的新梢
分为 3 组,第 1 组将茎尖最外面的 2 片幼叶去掉,即去掉 2
个叶原基,第 2 组去掉 4 个,第 3 组去掉 6 个。
1.2 试验方法
1.2.1 植物内源激素的提取 。将处理好的各组材料 ,参照
李宗霆等 [3]的酶联免疫法 (ELISA)提取植物内源激素 。方
法简述如下:取 0.1 g 材料加 2 mL 提取液(80%甲醇,内含
1 BHT),在弱光下冰浴快速研磨成匀浆,4℃提取 4 h,1 000 g
离心 15 min(4 ℃),弃上清,沉淀中加入 1 mL 提取液,搅匀,
置 4 ℃下再提取 1 h,离心,合并上清液。上清液过 C18 柱,
45 ℃水浴条件下用氮气吹干 ,用样品稀释液定容 。ZRs、
DHZRs、iPAs、IAA同时提取,每组材料重复提取 3 次。
1.2.2 样品测定。ZRs、DHZRs、iPAs、IAA 的抗原、抗体、二抗
以及激素标样均由试剂盒提供。测定主要步骤包括:包被→
洗板→竞争→洗板→加二抗→加底物→显色→比色 (扫描
波长 490 nm)→logit 曲线分析结果→求得样品中的激素浓
度→求得样品中的激素含量(ng/g FW),ZRs、DHZRs、iPAs、
IAA的测定采用同一样品。
2 结果与分析
2.1 不同生育期金边黄杨内源激素的含量
从表 1 可以看出,不含叶原基的茎尖在不同生育期的
内源激素无显著的差异,方差分析结果表明 5 个样品间激
素含量及 CTK/IAA 值差异均不显著。即顶端分生组织的内
源分裂素及内源生长素的含量都很稳定,没有太大的变化,
金边黄杨不同生育期内源激素含量差异分析
江正君 徐媛媛
(安徽农业大学,安徽合肥 230036)
摘要 为了分析和探讨金边黄杨不同生育期顶端分生组织及叶原基内源细胞分裂素(ZRs、DHZRs、iPAs)及内源生长素(IAA)的含量
差异,利用植物激素 ELISA 方法对金边黄杨的顶端分生组织和不同大小茎尖的内源激素进行了测定。结果表明,金边黄杨的顶端分生组织
的内源 ZRs、DHZRs、iPAs、IAA 及 CTK/IAA 值在不同的生育期均无显著差异;但在相同生育期时,金边黄杨茎尖的内源 ZRs、DHZRs、iPAs、
IAA 及 CTK/IAA 值会随着保留的叶原基个数的增多而呈下降的趋势。这说明了金边黄杨顶端分生组织内源激素不会随着其生长而改
变,并且间接地证明了顶端分生组织周围叶原基的内源激素含量与顶端分生组织不一致,它的存在会影响测定顶端分生组织内源激素含
量的准确性。
关键词 金边黄杨;顶端分生组织;内源生长素;内源细胞分裂素;含量;ELISA 法
中图分类号 S792.11;Q946.885 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2011)19-0213-02
Changes of Endogenous Hormones in Euonymus japonicus L.f. aureo-marginatue Rehd. during Different Growth Stages
JIANG Zheng-jun XU Yuan-yuan
(Anhui Agricultural University,Hefei Anhui 230036)
Abstract In order to analyze and explore the contents of shoot apical meristem(SAM)and leaf primordium endogenous cytokinin(ZRs,DHZRs,
iPAs)and endogenous auxin(IAA)in Euonymus japonicus L.f.aureo-marginatue Rehd.during the different growth stages ,plant hormones ELISA
method was employed to analyze the endogenous hormones in the SAM and the shoot tips of different sizes of Euonymus japonicus L.f.aureo-marginatue
Rehd.The results showed that endogenous ZRs,DHZRs,iPAs,IAA and CTK/IAA values in the SAM of Euonymus japonicus L.f.aureo -marginatue
Rehd. had no significant differences in different growing stages;but in the same growing stage,as the number of the leaf primordium reservations
increased amount of ZRs,DHZRs,iPAs,IAA and CTK/IAA in the shoot tips of Euonymus japonicus L.f.aureo-marginatue Rehd.had a downward trend.
This showed the endogenous hormone in the SAM of Euonymus japonicus L.f.aureo-marginatue Rehd.would not change with its growth,and it also
evidenced that the endogenous hormone content in leaf primordium surrounding SAM was different with that in SAM indirectly.The leaf primordium
would affect the determination of the endogenous hormones content in SAM.
Key words Euonymus japonicus L.f.aureo-marginatue Rehd.;SAM;endogenous auxin;endogenous cytokine;content;ELISA
收稿日期 2011-08-30
林业科学现代农业科技 2011 年第 19 期
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林业科学 现代农业科技 2011年第 19期
内源细胞分裂素类总含量 CTK(ZRs+DHZRs+iPAs)与内源
生长素 IAA 含量比值也一直处在 4.56 左右。这可能与顶端
分生组织细胞一直处于胚性状态有关。
从表 2可以看出,包含最多叶原基的茎尖在不同生育期
的内源激素含量也很稳定,没有随着生长期的改变而有大的
变化。方差分析结果表明 5 个样品间激素含量及 CTK/IAA
值差异均不显著。但是顶端分生组织的内源细胞分裂素及
内源生长素都明显高于包含最多叶原基的茎尖。与此同时,
细胞分裂素与生长素的比值也有所下降,顶端分生组织的
CTK/IAA 值平均为 4.56,而包含最多叶原基的茎尖平均只
有 3.69。
2.2 相同生育期金边黄杨不同大小叶芽内源激素的含量
对八叶期含有不同个数叶原基茎尖的内源激素进行测
定,结果见表 3。从表 3 可以看出,不含叶原基的顶端分生组
织,其内源细胞分裂素及内源生长素含量最高,随着剥去的
叶原基个数的减少,即随着所测茎尖含有叶原基的数目的
增加,内源细胞分裂素及内源生长素含量都逐渐下降。其中
ZRs、iPAs和 DHZRs含量下降速度较快,而 IAA 下降的速度
较为缓慢。不作处理的茎尖,由于含有最多的叶原基,其内
源激素含量最低。内源细胞分裂素 CTK 与内源生长素 IAA
的比值也随着叶芽的增大有所下降,由不含叶原基的 4.56
降到含最多叶原基的 3.70。
3 结论与讨论
ELISA 技术可对微量、大批量样品进行测定,其灵敏度
远远高于生物测量法,高于或相当理化测定法和放射免疫
法,它具有快速、精确、价廉、无放射性污染等优点,近年来,
被广泛应用于植物激素含检测 [4]。该研究应用了 ELISA 方法
测定了金边黄杨不同生育期内源激素的含量,为相关植物
研究提供了可参考的资料。
该试验通过对不同生育期金边黄杨顶端分生组织和包
含叶原基茎尖的内源细胞分裂素含量及内源生长素的测
定,以了解内源激素含量在金边黄杨生长中的变化。结果表
明,金边黄杨顶端分生组织的内源 ZRs、DHZRs、iPAs、IAA
及CTK/IAA 值在不同的生育期均无显著差异。通常情况下,
植物为了保证其本身的正常生长,顶端分生组织的内源细
胞分裂素及内源生长素含量必须维持在一个稳定的水平才
能保证顶端分生组织始终处在分化状态。在本试验中,将所
取的金边黄杨的茎尖分别控制在最小和最大时,不管在哪
个生育期,所测得的内源分裂素、内源生长素及比值都是稳
定在一个水平上的,由此可以证明这一点。
细胞分裂素是一类促进细胞分裂、诱导芽的形成并促
进其生长的植物激素。1948 年 F.斯古格等和崔䏝发现腺嘌
呤及其腺核苷不仅能诱导组织培养中烟草切段的细胞分
裂,而且能促进芽的形成。这一试验结果最后使得细胞分裂
素被发现。最早在植物体内分离的细胞分裂素是玉米素 。
ZRS、DHZRS、iPAS 都是在N6 位置上的 H 被其他基团取代
的嘌呤衍生物,活性因侧链的长度、不饱和度和其他性质不
同而有很大差异 [5]。细胞分裂素的生理作用主要是引起细
胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长,抑制顶端优势发
生、延缓植株衰老。对组织培养的烟草髓或茎切段,细胞分
裂素可使已经停止分裂的髓细胞重新分裂 。细胞分裂素
是细胞分裂必需的,在植物组织、器官的分化中具有重要
作用。
金边黄杨的顶端分生组织细胞处于胚性状态,因此其
细胞分裂素含量相对较高。生长素是叶生长发育所必需的,
由于顶端分生组织需要通过极性运输从其他组织及细胞
中获得足够多的生长素以诱导叶原基的形成 [6],所以其生长
素含量会比周围叶原基的生长素含量高。当把金边黄杨的
茎尖控制在最小时,相当于只含有顶端分生组织时,测得的
内源细胞分裂素、内源生长素及比值均最高,这个结果也符
合这一理论。
该试验将金边黄杨八叶期的茎尖单独进行研究,是为
了进一步说明顶端分生组织中内源分裂素及内源生长素的
含量最高,不仅如此,试验结果还间接地说明了处于顶端分
生组织周围的叶原基内源分裂素及内源生长素的含量较顶
端分生组织的少。这可能与叶的有限生长有关,叶在短期内
生长达到一定大小后,生长就会停止。因此,当叶原基开始
发育成幼叶时,其内源分裂素及内源生长素的含量就会有
所下降。
4 参考文献
[1] 范玉清,车德才.植物五大类激素之间的关系[J].山西师大学报:自然
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[3] 李宗霆,周燮.植物激素及其免役检测技术[M].南京:江苏科学技术
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[4] 唐尚格,夏玉先,裴炎.间接酶联免疫法测定植物内源激素[J].西南农
业大学学报,1991,13(2):183-186.
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[6] 马庆,齐璐璐,李晓玉,等.外源细胞分裂素对玉米叶原基分化类型的
调控[J].作物学报,2008,34(11):2053-2058.
注:同列不同小写字母表示 5%水平上差异显著。
叶原基数量 ZRs DHZRs iPAs IAA
不含叶原基 660.5 a 621.6 a 642.4 a 422.4 a 4.56 a
去掉 6 个叶原基 611.9 a 568.5 b 593.1 a 405.3 a 4.38 a
去掉 4 个叶原基 559.2 b 514.7 b 548.8 b 387.4 a 4.19 a
去掉 2 个叶原基 505.6 b 467.6 b 497.4 b 371.2 b 3.96 b
含最多叶原基 452.9 b 409.2 b 441.7 b 352.8 b 3.70 b
内源激素含量∥ng/g FW CTK/IAA
表 3 八叶期含不同个数叶原基的茎尖内源激素含量
注:表中数据为 3 次重复平均值。下同。
表 1 顶端分生组织不同时期内源激素含量
生育期 ZRs DHZRs iPAs IAA
四叶期 661.3 619.7 646.5 424.6 4.54
六叶期 667.7 620.4 643.7 421.7 4.58
八叶期 660.5 621.6 642.2 422.4 4.56
十叶期 662.1 618.0 645.9 423.3 4.55
十二叶期 669.6 619.5 644.8 422.9 4.57
内源激素含量∥ng/g FW CTK/IAA
生育期 ZRs DHZRs iPAs IAA
四叶期 453.6 404.3 442.1 353.7 3.68
六叶期 454.7 407.1 442.5 352.1 3.70
八叶期 452.9 409.2 441.7 352.8 3.70
十叶期 454.1 407.6 443.4 353.4 3.69
十二叶期 453.2 408.5 441.6 353.0 3.69
内源激素含量∥ng/g FW CTK/IAA
表 2 含最多叶原基的茎尖不同时期内源激素含量
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