全 文 ：桂 ` t嘴撑心认 尸 I a。 t丹 。。 10 1。。 , co m。 。 n l。 。 t l o n : 1 0 9 1 , 2 7侣) : 3 3 7~ 涎 o
马唐胚性与非胚性愈伤组织生理差异的初步研究1
杨和平 程井辰 (华中师范大学生物学系 , 武汉 43 0 70 )
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o lo g i e a l D i f f e r e n e e s b e t w e e n Em br yo g
e n e t ie a n d N o n 一 e m b r y o g e n e t ie
C a ll u s o f D i g i t a r i a s a gn
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Y A N仪 H卜卫 i鳍 , O H E N G J坛一加。 (D 口夕a时饥耐 oj B初如g夕, H哪几伽 g N汾饥` U内初日犷`衬 , , 评 , 加。 拐 0 70)
提要 马唐 幼穗 的胚性愈伤组织 中游离氛基 酸
含量与种类均少于非胚性愈伤组 织 , 而可溶性蛋 白
质含量却高于后者 ; 前者可溶性蛋 白质、 过氧化物
醉、 醋酶 及淀粉酶 的 同工 酶 电 泳谱 带亦比 后 者
多。
关键词 马唐 胚性和非胚性愈仿组 织 可 溶
性蛋 白质 同工膝
植物体细胞胚胎发生主要是由外源生长
素存在与否决定的 r20 ) ; 外源生长素浓度有利
于生长时 , 体细胞增殖而形成愈伤组织 , 除去
外源生长素 , 可诱导许多体细胞 (胚性细胞 )
进入有组织的生长、 分裂与分化 , 导致体细胞
胚的形成 。 非胚性细胞能分裂 , 但不能形成
有组织的结构。 至于同一环境中同一来源的
细胞发育模式呈现不同的原因尚知之 不多。
已有研究发现 , 胚性与非胚性愈伤组织在内
源游离氨基酸、 多胺 , 蛋 白质 、 同工酶 、 淀
粉含量及 A D R 焦磷酸化酶等方面都存在差
异氏 ` ~ s1, 叨 。 但是 , 这些研究多限于双子叶
植物 (尤其是胡萝 卜等) 。 禾本科植物马唐幼
穗形成的胚性与非胚性愈伤组织 , 其形态学
差异显著〔幻 , 是制备、 纯化从而获得同质胚
性与非胚性愈伤组织及生理生化研究的好材
料。 本文以此为实验系统 , 从生理学角度 , 探
讨了胚性与非胚性愈伤组织的胚胎发生能力
存在差异的原因。
材料 与 方 法
本试 验于 1胎 7、 198 9 年进行 。 马唐
(众婶。而“ 。 娜` , 1窃艺,s) 幼穗采自华 中师范
大学校园 。取长度为 0 .石~ Z o m 的幼穗 , 常规
灭菌、 接种于 N 。 + 2 , 4 一刀2 . s m g / L (单位
下同 )固体培养基上诱导愈伤组织 。斗5 天后 ,
按外形 、 色泽 、 质地及细胞学特征 , 将愈伤组
织分拣为两类 : 一类为灰白色 、 颗粒状 、 紧实、
由球形细胞组成 、 有胚胎发生能力的愈伤组
织 , 定为胚性愈伤组织 ( E O) ; 另一类为淡黄
色、 湿润不定形 、 松软 , 由管状及不规则状细
胞组成 、 没有胚胎发生能力的愈伤组织 , 定为
非胚性愈伤组织 (N E O) , 分别接种 于 N 。 +
2
,
4 一 D Z十了 T l 固体培养基上增殖 , 每 2 0
天重复分拣一次 , 直到两者稳定为止 。
测定胚胎发生能力时 , 取 E O及 N E O 各
动 0 块 , 分别接种在 N 。 + 艺T l 固体培养基
上 , 2 0 天后分别统计有体细 胞胚形成 的块
数 , 并按体细胞胚胎发生频率
( S E P ) 二 有体细胞胚形成的愈伤组织块数接种总块数
计算体细胞胚胎发生频率 。
游离氨基酸纸上层析时 , 取 E O及 N E O
收稿 1 9 9卜 0 0几8
1 国家自然科学基金资助项目。
. 朋 7 .
DOI : 10. 13592 /j . cnki . ppj . 1991. 05. 005
各 50 0 m g, 按韦一能的方 法山抽提 内 源游
离氨基酸 , 并进行双向三相纸上层析。
同 工 酶 分 析 时 , 取 E O 及 N E O 各
如 0 m g , 抽提同工酶制剂 , 并进行聚丙烯酞
胺凝胶电泳分析 B[] 。
测定可溶性蛋白质时 , 取 卫O 及 N E C 各
2 0 0 m g
,抽提可溶性蛋白质 , 并进行 S D -S 聚
丙烯酚胺凝胶电泳分析 , 用 F ol 主n 一酚反应测
其含量 3r] 。
结 果 与 讨 论
1
. 两类愈伤组织 胚胎发 生 能 力 差 异
在含有 2 , 少D 的诱导培养基中的 马唐 愈伤
组织 , 虽然都来源于幼穗 , 但区分为 E C 和
N E O
。 为了对 E O 与 N E O 的生理生化差异
作比较分析 , 采用分拣法 , 经过多次拣选与继
代培养 , 建立了马唐幼穗 E O与 N E O无性系 。
胚胎发生频率测定结果表明 , 两者胚胎发生
能力相差甚远 : 在除去外源生长素的分化培
养基上 , E O有很高的胚胎发生能力 , 而 N E O
则没有 , 只能有限的增殖 (表 1) 。
表 ! 马唐胚性与非胚性愈仿组织的
胚胎发生频率(多 )
. . . . . . . . .口 . . . . . .
E O N E O
组别 接种块数 有体细胞胚形成的块数 接种块数 有体细胞胚形成的块数
390,7.6只à阵jOF8万
8
10
1
2
3
咬
5
平均值
2
. 两类愈伤组织 生 理 差 异 马 唐 E O
与 N E O 不仅形态特征有很大差异 , 胚胎发
生能力完全不同 , 而且其生理特性也不尽一
致 。 图 1 表明 , E C 和 N E O 内源游离氨基酸
库存在差异 。 N E C 有 抖 种游离氨基酸 , 而
E O 则只有 1 1 种 , 较前者 少 了 eS r 、 A sP 及
拉 (一种未知氨基酸 ) 。 从斑点大小及着色深
浅来看 , N 皿0 中多数游离氨基酸的含量较
E 。 高 , 但 E 。 中 p or 和 lG y 含量却高些 。 说
明 E O游离氨基酸库较小 ,而 N E O 的游离氮
基酸库较大 ; E O蛋白质合成较旺盛 , 而 N E O
蛋白质合成较少 〔从 卫r 。 含量与花粉活力 及
育性 、 植物抗逆性等呈正相关1t 〕 , 因而有利
于促进体细胞胚胎发生 。 S 。 : 和 A o p 可能参
与胚胎发生特异蛋白质的合成 , 故 E O 中无
其游离形式存在 。 至子未知氨基酸 , 可能不
是构成蛋白质的组分 , 或者虽然参与蛋白质
的合成 , 但与其它分子机械结合在一起 。 E O
和 N E O游离氨基酸的差异 , 反映了它们 之
间在蛋 白质代谢上的差异 , 以致其分化能力
绝然不 同。
可溶性蛋 白质分 析结果表 明, E O 与
N E O 可溶性蛋 白质的含量确实存在差异 , 前
者为 34 。和酬g 一扭W , 后 者 只 有 1饱 户虾
m g
一甲W , 两者相差一倍。 这正好与氨基酸
的变化相吻合 , 说明 E O 中蛋白质合成是活
跃的 , 且积累也多些 , 故胚胎发生能力较强。
E O 和 N E O可溶性蛋白质 电泳图谱也有差
异。 E O 比 N E O 多 4 条带 (凡~ 0 . 1 7 ; 0 . 29 ;
0
·
6 3 ; o
·
8钓 , 并且其谱带着色亦较深 (图 2 ,
7 ~ 8)
。 这进一步说明两类愈伤组织 的蛋 白
质合成在量和质上都有不同。
马唐 E O和 N E O 慢迁移组的过氧化物
酶带基本一致 , 均有 4 条带 (凡 ~ 0 . 09 ; 0 .炸 ;
O
·
2 5 ; 0
.
38 )
, 快迁移组也有一条 相 同的带
(刀 ,一 o · 7 6 ) , 但在 刃0 中 , 此带较宽 、 着色快
而深 。 所不同的是 , E O有 5 条特征带 (凡-
0
.
5仇 0 .脚 ; 0 . 61 ; 0 . 64 ; 0 . 68 ) , N E O 也有一
条 E O所没有的带 (凡 一 0 . 80 ) (图 2 , 1 、 2 ) 。
马唐 E O 和 N E O快迁移组的酷酶 同工
酶带也相同哪 , 但 E O 多 5 条慢迁移带 (凡 二
0
·
0 9 ; 0
·
24 ; 0
·
2 8 ; 0
.
3 5 ; 0
·
43 )
, 而 N E O也有
2 条特征带 ( R ,一 o ·盯 ; 0 · 拐 ) (图 2 , 3 、 4 ) 。
两种愈伤组织醋酶同工酶带差异明显 。
马唐 L E O 的淀粉酶同工酶有 9 条 带 , 比
N E O多 3 条 , 两者也各有其特征 带 (图 2,
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图 1 马唐胚性与非胚性愈伤组织游离氨基酸纸上层析图谱
1
. 五主哪 2 . s xe ; 3 . Q I买 连, 么即玲 5 . G l u ; 6 . T h r ;
?称 1 . 竹弓 珍 . V al ; 13 . r b劣
7
,
A I鲜 8 , ? 1 ; 9 . 卫哪
1 4
. 乙 e U .
过氧化物酶 醋酶 淀粉酶 可溶性蛋白质
.
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已竺〕亡叮. 1
86271493牡5
8417邓69的5023
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. .口. . 口 .
. 曰曰 . .
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自
门口
口口
落劝少
图 2 马唐胚性与非胚性愈伤组织过氧化物酶、 醋酶和淀粉酶的
同工酶及可溶性蛋白质电泳图谱
1 一胚性 (l , 3 , 5 , 力 ; 2 . 非胚性钾, 盛 , 6 , s) 。
5~ 6 )
。 淀粉酶种类多、 活力高 , 则能催化较
多的淀粉水解 , 以保证糖代谢的底物供应 , 因
而有较多的碳源及能量积蓄 , 所以具青很高
的胚胎发生能力 。 已知淀粉含量与胚胎发生
能力亦呈正相关〔绷 : 组织学观察表明 , E O 中
淀粉粒多 , 而 N E O 中淀粉粒很少 , 两者相差
知~ 4 0 倍。 又有研究表明 , A D -P 焦磷酸化
酶是光合组织及非光合组织淀粉生物合成的
限速酶 , 而在 E O 与 N E O 之间 , 该酶活力并
无实质差异 , 说明在愈伤组织中淀粉的积累
与 A D卜焦磷酸化酶的活性并无正 相 关恻。
这样就出现了一个值得深入研究的间题 , 一
方面 , E O与 N E O 淀粉合成限 速酶差异不
大 , 另一方面 , E O 淀粉酶活力高 、 同工酶数
多而积累的淀粉要多得多。 这对矛盾有几种
可能的解释 , 一是 人D卜焦磷酸化酶可能并
非淀粉生物合成的限速酶 , 但大量的研究工
作已排除了这种可能性仁,性 二是 N E O 中淀
粉降解比 E O 快些 , 这种可能性也不大 , 因为
本文结果表明 N E日 中淀粉酶活力低、 同工
酶数少。 更可能的解释是 , A D -P 焦磷酸 化
酶在活体内受到诸如变构效应子或其它动力
学因子的调节 , 因而 N E O 中该酶活力 及淀
粉生物合成比离体抽提物中所测得的值要低
些〔 , 0飞
参 考 文 献
.1 韦一能 , 杭物生理学通讯 1始创1) : 湘 .
2
. 杨和平 、 程井辰 , 中国细胞生物学会第四次会议论文
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石 . 人r 。七r o n g C O , G r e e n o习 . 月a 佗才a 1 9 8 5 , 164 : 习0 7 .
6
.
hO i b b a 又 R N 时 .al J R a嘟 劝心忿如 19 8 8 , 1 3 3 , 3 6 7 .
7
.
r e l加了g 人A 时 砚 . R 。耐 a 妈触, i 似吮能乐
8
.
r i e
r e r B P
. 反伽己ce 1 9 8盛, 2 83 , 1始 3 .
9
. 伽 r l b e r g I K et 目 . 几夕忿伽 邢 a 九公 1 9 8盛, 脸 : 4 5 8 .
10
. 三ir 叭主风 H a功 da H . 月。耐 hP 岁必 l 工邪盛, 那: 2乳
1
.
K a m a心 H , H a 丈a d a H . Z 郡 a恻叩初S如 19 7先
,上 萄 .3
1 2
.
K o o h b 3 ) 时 嘴 . 尸 2口 , 云邵 d O61 乙尸甸 : 和乙1 9 7 7, 18 (2 ) r
盛6 3 .
1 3
.
L e e D W 时 a 乙. 1几 7 感才, , 0 1 9 7 3 , 8 : 3 4 7 .
1生. M o nt a g ue M J 时 公 . 刀乙口兄云P甸 s如 1 9 7 8 , 似: 性30 .
1万 . M o n t a g u e M J 时 成 . 尸 Z口几 t 尸h夕召勿乙1 97 9 , 63 : 3盛1 .
16
.
N o m u al K
,
K o m
a 二 i朋 A . O砂口川 名。 八招夕。 妙
尸Z` 刀云叮碗已` 碗时 伽 d oe 砚刀初勿口夕 1 9 8 6 , 3 : 生5 6 .
1 7
. 已喊 e : h a ll K 时 码 . 1 0 T er i名1 M st 成 . 伪d幻, S o m a t i。
E m br y og 的朗场 . 工刀 C功功的fo P r o d ut 桩址饭 几始oI 阳
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r l o o 协 , E劝功台 . 1 9 8 5 , P . 幻 ·
1 8
.
T ir g玩加 B N 时成 . J 尸玩耐 尸甸名何 19 87 , 1 80 , 蛇 .
1 9
.
V a oi l I K 时 画 , 才叨即 J OB 亡1 9 8 2 , 6 9 (9 ) : 1似 1 .
2 0
.
W
u 工加10 E S 时 国 . J 尸乙助公尸勿召仍乙玲8 8 , 13 2 : 6 8 3 .
桂岛 , 河李协 , za n , 尸 I理; , `0 10 0 y co 功m “ ” i c o ` 10月 , 1 9 0 1 , 济伍) : 豁。、 泌
柑桔果实鲜重和体积增长的研究
钟广炎 吴云伦 计 玉 (中国农业科学院柑桔研究所 , 重庆 63 07 1幻
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提要 用 L go 斌 i。 方程描述 了 3 个甜橙 氏公附 掌握果实生长发育规律对合理进行田间
咖召嘛 品种 , 桂柑 .o er 碗。地她 , 3 个温 州 蜜柑 .o 管理 , 获得高产优质果品具有重要意义 。 因咖hs 讯 品 ”粤实鲜重和体“ 的增 “ 过街 `旨出在生 为大多数肉质果实如苹果 、 蕃茄 、 草霉等的果长 日期 右一 “ b/ 时 , 生长速度达到最 大 值 了 b越 , 在 ~ 。 。 。 ~ , “ 流,~ 二 ` ,、 。 ,几 , 。 泣众二 . ,’ 一 、三 ; _二三二: , _ 一乞丁二长 仁)犷少井 `少介_介了了寸兮 实生长过程呈 ` ,)S ,形曲线亡” , 柑桔果实生长也所观察的品种 中这一 时期 是在 8 月 底 到 10 月初 之 丁万二_ ,.二 _二下 _ 一 厂 甲丁、 一 甲 ’ 一 ’ -一一 ` - 一翻 ` 、 ’。 。 、 , ’ , 。 不 ’ 、 二又, 二 ,` 一* 二二。 奋 `_ 公 是呈 “ 黔形曲线姚幻 , 所以有必要对此进行更间 , 甜橙品种果实鲜重与体积的增长基本同步 , 而宽 一一 ’一 ’ 厂四 ~ ’ ~ ~ 曰 洲 一 ` , ~ ~ 一 , J 人十 、 、 , * 、 。 : , 多 , 膝 , ` , , * * 二 , 膝 , 二 , ` 深入的研究 。 本文通过对重庆地区部分柑桔皮柑桔果实体积增 长高峰期 比鲜重增 长高峰期要延 外产 、 囚 份 , J 助 一入 ~ 皓川 王俄把 。 即刀 ”月 ` .曰后 10 天左右 , 这种增长过程的差异导至 了两者果实 品种果实生长发育过程的观察 , 探讨了果实
枯 构紧宽的差异。 生长的“ L 。梦的 i了增长及其应用。
关键词 柑桔 果实生长 L o ig 脚。 方程 收稿 1的示I醉i西一