全 文 ：稀脉浮萍中环腺普一磷酸 (c AM P ) 含且
变化与开花及衰老的关系*
郑海金 陈鑫阳 梁厚果* * 陈金东 王恒山 安旺盛
(兰 州 大 学 生 物 系 )
关. 词 稀脉浮萍 67 46、 环腺普 一磷酸 、 开花 、 衰老
自从 c AM P 最初在动物中被分离 、 鉴定和确定其生理作用【1 以来 , 对生物体内环核昔酸
的研究 日益引起人们的重视 ;并从分子水平上阐明了 。 A M P 作为动物激素的第二信使在细胞
内引起一系列生理变化的作用机理比 3] . 高等植物中环核营酸的含量比动物组织低得多 . 过
去由于受到测定方法的限制 , 曾在较长时期对其在植物中是否存在有所争 论 ; 且 多用 外加
` A M P 处理方法来研究它对高等植物可能有的生理效应 . 直到 70 年代初才见到有关 。 A M P
在植物中存在和含量的研究报道 4t, 习 . 由于测定技术的改进 , 现已查明在许多种高等植物中都
存在有 c A M P[ ,1 , 且其含量水平 与器官或组织的年龄有关 7[] . 也有报道表明 : c A M P 可 促 进
A G
。 诱导的种子发芽 , 刺激葛芭胚轴的延长生长 BI’ 刃 , 促进胡萝 卜韧皮部管状分子的分化【10 , 发
育的赤松花粉管中的 c A M P 含量水平升高洲 . 但是 , 国内外很少见到有 c A M P 与植物开花和
衰老关系方面的研究报道 . 为了探讨此问题 , 我们选用短日植物稀脉浮萍作材料 , 分别在长 日
照营养生长和衰老期间 , 以及在短日照诱导开花过程中 , 测定不同培养夭数的 。 A M P 含量变
化 , 以期了解内源 。 A M P 含量水平与植物开花和衰老之间可能存在的相关性 .
一 、 材 料 和方 法
将长 日照下继代培养 7 天的稀脉浮萍 6 7 4 6 ( L e m , a 户e r P , ; `l l a l 6 7 4 6 ) 接种在含有 l 务
声搪和 50 m g / 1 E D T A 的灭菌 H “ `en r 完全培养液 1z[ 中 ,分别进行长 日照和短日照处理 . 长
·日照处理置于每 日光照 1 4 h ( 2 0 0 0一 30 0 lx) 、 日温 26 士 2℃ 和夜温 23 士 2℃ 的控制条件下
培养 , 在不更换培养液的连续培养期间 , 分别于接种后的第 7 , 1 2 , 1 5 , 18 和 24 天取样测定叶
绿素与 c A M P 含量 . 短 日处理每 日光照 10 h , 光照强度和温度同上 , 每隔 5 日更换培养液一
)次 , 分别于第一次接种当日和接种后第 5 , 8 , 1 和 17 天取样测定叶绿素及 。 A M P 含量 ;并观
:察开花与生长情况 . 重复试验两次 ,每次平行取 3一 5 组样品测定 .
c人M P 的提取基本依照 D r h c a 等的方法【13 稍加修改 ; 。 A M P 的含量采用新的放射免 疫
祛测定 1[’J , 认M P 分析药合由中国科学院原子能研究所购买 . 测定的基本步骤是 , 不同剂量标
:准 c A M P 或待测液加 ’ H c A M P 加蛋白激酶 , 置 4℃ 冰箱中 h2 后加人吸附剂 , 离心 ,取上清 液
·用液闪计数器测放射性 , 依标准曲线求得待测液 c A M P 的 P m ol 值 . 叶绿素含量测定采用
陈福明等改良时 A r n o 。 混合提取液测定法 15t] ;并按 A r on 。 公式计算叶绿素 。 和 b 含量 . 叶
绿素含最变化作为浮萍衰老程度的指标 16[ .l
本文 1 9 8 7 年 1 1 月 16 日收到 .
. 国家自然科学荃金资助项目 .
1 4 1 6 科 学 通 报 1 9 8 8 年
二 、 结 果 和 讨 论
1
. 长日照曹养生长和衰老期间 e A M P含 t 的变化 每 日光照 1 4h 的长日照下培养的
稀脉浮萍 ,叶状体一直处于营养生长状态 . 每 5一 7 天更换 一次培养液的叶状体叶绿素含量保
持在 0 . 8一 0 . 9 ( m g . g 一 ` 总重 )的稳定水平 , c A M P 含量基本维持在 2 7一 3 P m ol · g 一 ` 总重 )的范
围内 . 在不更换培养液的培养条件下 ;最初生长很快 , 第 12 天叶状体已长满培养瓶 . 但由于
营养成分逐渐亏缺 ,叶状体很快衰老 , 12 天以后开始由绿转黄 , 第 2 4 天已基本呈黄白色 . 当以
叶绿素含量降低作为衰老的指标 ,可 以看出由于营养亏缺引起叶状体衰老时 , 内源 c A M P 含
量明显降低 (图 1 ) . 由培养 12 天营养生长的绿色叶状体到第 24 天黄白色的衰老叶状体 , 叶绿
素含量从 .0 67 ( m g · g 一 ` 总重 )降低到 0 . 2 ;6 叶绿素 a / b 的比值由 2 . 85 降为 2 . 36 ; 而 c A M P 含
量由 46 ( P m ol · g一 ` 总重 )的最高值降低到 8 . 4 . 显然 , 处于营养生长的稀脉浮萍衰老时 , 叶状
体中 。 A M P 的含量水平明显降低 ,但降低的时间较叶绿素降低稍晚 .
2
. 短日照诱导开花和衰老期间 c A M P 含 t 的变化 稀脉浮萍是典型的短 日照植物71tj .
在每 日光照 1 0 h 的光周期诱导下 , 培养第 5 天已有个别叶状体开花 , 第 8天可见 70 一 80 沁 的
叶状体开花 . 第 17 天的叶状体开始变黄 , 叶绿素含量有所下降 , 叶绿素 a/ b 比值由开花期的
3
.
0 降低到 2 . 5 , 出现衰老征状 . 如果在短日照下不更换培养液 , 则会因营养亏缺而影响正常开
花 . 在短 日照处理和每 5 日更换一次培养液条件下 ,叶状体 的叶绿素含量一直维持较高水平 ,
只是到第 17 天稍有下降 . 当叶状体由营养生长转向生殖生长时 , c A M P 含量急剧上升 ; 到
第 8 天进人盛花期时 , c A M P 含量达最高值 , 为诱导前的 3 . 8 倍 ;开花后 c A M P 含量下降 ;第
17 天开始变黄出现衰老征状时 , c A M P 含量进一步降低 (图 2 ) .
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图 1 长 日照营养生长和衰老期间叶绿素和 cA M P 含量变化
比较图 1 和图 2 结果 ,可 以明显看出 : 短 日照诱导开花期间 , 叶状体的 c A M P 含量始终
高于长日照条件下处于营养生长状态的叶状体 ;而且开花盛期的叶状体 。 A M P 含量水平也最
高 . 这些结果 , 表明 c A M P 含量升高与稀脉浮萍的开花密切相关 . o ot a 等【1S] 曾发现由蔗
抢引起浮萍 ( L o m an s p p ) 开花的抑制可由外源 c A M P 消除 . 我们发现开花期的浮萍内原
第 一s 期 科 学 通 于民 l ` 1 7
一确 ;:1 0日dà .如山芝阅u耘劝丫…退喇如仁必古
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图 2 短 日照诱导开花和衰老期间叶绿素和 A cM P 含量的变化
cA M P 含量升高与 O t oa 等用外源 。 A M P 处理可 消除蔗糖对浮萍开花的抑制试验结果 , 从两
` 个方面提供了 c AM P 与植物开花相关的佐证 .
: 另外 ,不管是在长 日照下由于营养亏缺引起衰老时 ,抑或是在短 日照诱导开花后 出现的自
` 然衰老情况下 , 稀脉浮萍叶状体中的 c A M P 含量都明显降低 . 虽然我们的试验结果只是提
` 供了在稀脉浮萍中 。 A M P 含量变化与开花和衰老的相关性 , 还难以说明这种相关的 作 用 机
· 理 ;但却暗示出这种活性物质对植物的生长发育可能具有重要的生理功能 . 关于高等植物中
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c A M P 的主要生理作用及其调节机理远不如动物中那样清楚 , 还值得进一步研究 .
参 考 文 献eBr.J
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