全 文 ：四川林业科技 x 9 9 o ;一 l ( 2 )
凤尾丝兰子房及其离体培养过程中
过氧化物酶活性研究
朱家骏 蒲尚饶
(四川省林业 学校 )
摘 要
本试验 未 ]}t愈创木酚法对 风尾 丝 兰子房及其 离体培 养过程 中几个主要分化 阶段
的过衷化物酶活性进行 了测 定和分朽一 , 发现过 乳化物酶活性在风尾 丝 兰子房 离体培
养过程 中出现明显 而 又 有规律 的 变化 。 对这 种 变化 。 我们 认为是由于植物激素的作
用 , 导致基囚活性差异 引起的 。
关键词 : 凤尾牲 离休培养 过氧化物酶活性
植物体内的生 长是建立在 器官生 长的基础 _ }: , 而器官生 长的基础是细胞的生 长和分化 。
细胞分化则是由 于特异基因 活功所引起的 。 不 l司基因活化的结果往往表现为合成不同的海或
蛋白质分子 。 因此 , 当具有同样基因型的细胞合成不同的蛋 白质时 , 即出现分化 。 例如 : 树
木的性别分化 , 不少作者通过对同工酶的研究发现许多雌雄异株植物如 : 银杏 〔 ’ 〕 ,铅笔柏 、
圆柏 、 杜松和欧洲刺柏 L“ 〕等在过氧化物酶的同工酶上有显著差异 ; 此外 , 在千年桐 〔 “ 〕 , 银
杏 〔弓〕 , 香机 〔 5 〕等雌雄汗株植物中 , 雌株 与雄株在某一些酶的活性 _ !: 也有显著的差异 。 这些
实验结果均 表明 : 在树木性别的分化过程中 , 也有其主价的 从因 , `亡们在特定条件 卜开放和
关闭 , 造成细胞间蛋自质合成的差异 , 从而控制树木的性别 。 在植物的组织培养过程中 , 单
个 细胞 、 组织和器官的发 肖与分化同样依赖于细胞 中D N A 上基因的被阻抑和去阻抑 〔 6 J , 即
与毖因的活性有密切的关系 。 例如 : 苯内酸类代谢与细胞的分化关系 , 〔 ’ 」 〔分」 , 愈伤组织分
化过程中苯内酸解氨酶活性增高的现象 〔 . ” 。 〕 等均表明了 j主一点 。 另外 , 还有人发现 : 〔 “ 」
甘蔗叶的组织培养过程中 , 川: 性细胞团的游离氨基酸较之愈伤组织有减少的 趋 势 , 因 }}百认
为 , 红t织器官分化时 , 从因 活性加强 , 导致蛋自质 , 核酸等合成的代谢加强 , 从百“使游离氨
基酸减少 。 然 向 , 对 于组织培养过程 , 中组织器官的分化与过气化物酶活性关系的生理化分
析 , 尚未见报道 。探讨这 一关系无论在理论上还是在实践上都具有非常亚要的意义 。 为 J` 洽凤
尾牲 _ 、全组织培养及其 子房外杭休不同发育时期生理生化研究积累有 关资料 , 我们对 一 J二房外植
2期 风尾丝 兰子屠 及其离体培养过程 中过乳化物酶活性研究
体及其几个主要分化阶段的过氧化物酶活性进行了 分析 , 现将结果报告如下 :
材 料 与 方 法
子房及其离体培养
1
. 凤尾丝兰为常绿木本园林植物 , 试材为本校校园内凤尾丝兰花蕾 。 于 8 月中 、 下旬
按子房长度 0 . 4 、 0 . 6 、 0 . 8 、 1 . 0 、 1 . 2 、 1 . 4不同发育时期 (因雄蕊发育不健 全 , 花 粉 粒 败
育 , 不宜按小抱子发育期计 ) , 取蕾后剥出子房备用 。
2
. 按上述各发 育阶段 , 将花蕾在 自来水下冲洗 10 分钟后 , 于 70 肠的乙醉中稍加浸洗 ,
然后用 0 . 1肠的氧化汞液浸泡花蕾消 二毒 5 分钟 , 口手用无菌水冲洗 3 一 4 次 , 在超净 台上 剥 去
花被 , 取出子房接种子培养基 M S 十 K T 4一 5 十 2 , 4 一 D 0 . 1一 0 . 2 ( 毫克 /于11 , 下同 ) 十蔗
搪 4 肠上 , 诱导脱分化 ; 此阶段完成后 , 转入 M S 十 B A S一 10 + N A A O . l一 0 . 2 + 蔗糖 3 肠分
化培养基 _ }几 , 诱导出苗 ; 再将无根苗栽入 M S + I B入 1 一 2 生根培养基上 , 完成全部形 态 建
成 。 以上各阶段均在室温 2 5 + I c , 光照 Z o 0 L X下堵养 。 并按未启动子房 、 愈伤 组 织 、 芽
点形成 、 小苗期 、 萌根期 、 全苗期 、 出栽 苗等几个主要发育阶段进行过氧化物酶活 J匹测定 。
酶液的制备
材料经蒸馏水洗净 , 滤纸吸干后 , 称取 0 . 5克于预冷的小研钵中 , 加 尹\ 冰 冷 的 10 m M 、
p H一 7 . 0的磷酸盐缓冲液 1() m 1 , 迅速研磨匀浆 , 然 ) ,牙将匀浆倒入离心粉中 , 4 0 0 0转 /分 离心
1 5分钟 , 上清液作供试酶液 , 贮冰箱中备川 。
酶活性的测定
酶活性的测足采用愈创木酚法 。 取适量的酶液加入 反应混合液 ( l o m M磷酸盐缓冲液 p H
= 7 ( )
、
5 n l l
,
s o m M愈创木酚 1 m l , l o o m M过氧化氢 1 nI l ) , 反应 5 分钟准时在 7 2型分 光
光度计 4 7 0 n m 处 测定光密度值 , 过氧化物酶活性以甸克材料每分钟 光密 度 值 来 表 示 , 即
△0 7 0 4/克鲜重 · 分 。 空白贝!l用 6 m l上述缓冲液加 1 m l愈创木酚代替反应混合液 , 其它同 酶
活性测定 。
结 果 与 讨 论
凤尾丝兰子房不同发育时期的过氧化物酶活性的差异
试验材料为术文前述各个不 同发 育时期的 子房 , 对其过氧化物酶活性测定为下表 (表 1 ) :
表 1 子房不同发育时期过氧化物酶活性值
单. 位 : △ 0 ` D 4侧克、 分 、 厘米
子房发 育期
( 长度 )
测定值
上述说明 : 凤尾丝兰子房在其发育
过程中随其体积增大过氧化物酶活性有
降低的趋势 , 特别是在 l . cZ m 以上显著
退减 。 我们在子房 离体培养 过 程 中 发
现 , 在其 长度为 1 . o c m 以下 者 效 果 最
好 , 诱导率最高 。 一 ` J其活性强度大体一
,自é。匕L洛0 , 6
4
.
0 6了 2 . 3 30 , 2 . 5 0 0 1 . 3 30
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四川林业科技 1 1毛
致
凤尾丝兰子房离体培养过程 中过氧化物酶活性动态
实验 以长度为 1 .2 c m的子房为从木组培材料 , 将 J二房 禺卜培 井过程 !一下【各分化与发育阶段
为测定指标 , 按外植体子房 、 愈伤组织期 、 芽点形成期的芽点 、 小 苗形成期的苗基 、 萌根川
的根须部 、 全苗形成期的根颈部 以及出栽苗的根颈等为取材对象 , 测定一各发育期的过城化牧
酶活性值 。 其结果是 : 外植体 一 r 房 1 . 3 0 , 愈伤组织 6 . 3 2 , 芽 l从形戍 6 . 96 , 小苗基郊了 . 6。 , 游
根时的 根颈 8 . 9 0 , 全苗形成期的根颈 9 . 6 0 , 出栽 苗的恨颈 2 . 6 。。 以坐标 图表示 :
I 子房外杭体
l 愈伤组织
l 芽点形成
W小苗基部
V袱汀根时的根预
砚全苗形成期根颈
珊出栽 苗的根颈
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图 1 子房离体堵养过程过氧化物酶活性变化图
从上图 一可以看出 : ( 1 ) 子房外植体的酶活性最低 , 此时无外源激素的彩响 ; ( 2 )至 完成
脱分化形成愈伤组织时酶活性值成直线 匕升 (从 1 . 3~ 6 . 3 2 , 其跨度为 5 . 02 ) 。 表明过 氧 化
物酶的活动十分旺盛 。 这是由 r 人 工补充 一 j ’ _人缎的植物激索和 生 一长索所致 ; ( 3 )从愈伤组织
再分化直至发育成具有完整根系的全 苗 , 达到形态建成 , 过城化物酶活性一直呈 仁升趋势 ,
表明凤尾丝兰 子房在 离体培养过程中晦的活动随发展阶段的进展而提高 , 呈 ! }: 相 关 关 系 ;
( 4 )从试管苗至 {_匕栽后酶的活性又锐减 , 表明出栽苗又 回复到正常的成苗点上 ( 一 }卜组培 养为
l
·
5 0 )
。
可以认为 : 过氧化物酶活性有规律的变化反映 一 f j一代尾丝 兰组织中特异基因活性的有规律
变化 。 其外植体的脱分化 一与再分化正是这些特异基因有规律启闭的结果 。 而这些基因有规律
的启闭则很可能是由于植物激素 (包括外源激素 ) 作用的结果 。 因为 , 在细胞分化过程中 ,
决定特异蛋白质合成或消失的基因 , 必须在细胞内和细胞外环境条件 洁号作用下 , 才能行使
功能 。 植物激素在细胞分化 _ _匕和形态建成巾起有十分重要的作用 , 这无论在整休植物或离体
培养中均有大量的研究 。 〔 ` 2 , ` ” , ` 月 , ` 5弓 从我们对凤尾丝 兰组培的过程来看也证 明 了 这 击
点 。 根据 J a一 C o b一 M o on d 操纵子模型 , 基因的激活或失活标志着阻遏物 的 失活或激活 。
2期 风尾丝 兰 子房及其离体培养过程中过乳化物酶活性研究 2 3
激素影响基因的表达 , 我们认为可能是作为效应子 (象诱导物或终点产物 ) , 先与阻遏物结
合 , 改变其构象 , 从而使基因激活 ; 或影响蛋 白质与 D N A 的结合 , 而影响基因的活性 ; 或
者是影响翻译活性 , 造成酶蛋白合成的差异 , 最终决定分化 。 例如 : 赤霉素诱导 a一淀粉酶
及生长素诱导纤维素酶等 。 〔 ` 。 , ` ’ , ` 8 〕 可为佐证 。
综上所述 , 风尾丝兰组织培养过程中 , 激索 、 基因 、 酶蛋白及分化的关系如下图所示 :
l 土激素* 阻遏物一旅因 ~ m R N A * 酶和蛋白质 、 分化
l t
当然 , 木试验仅就凤尾丝兰组织培养过程 中几个主要分化阶段的过氧化物酶活性进行了
测足 , 并对其活性的变化进行了 阴步的分析 , 植物激素究竟如何调节基 因表达 ,过氧化物酶及
其有规律的变化在凤尾丝兰 组织的脱分化 一与再分化过程中的分子机理 , 还有待进一步的研究 。
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E s s a y s
.
1 [ a n e卜e s t e r U xl i v . 尸r e s s .
乞一5〕 W a : c i n 红 工, 。 F . , P h i l l i P s J . D . J . , 一9了。 , lr ’ h e (二o n t r o l o f C r o w t h a n d
D 1 f f e r e n t i a t i o n i n l
,
l a n t
.
P e r g w n z o n
, ( ) x f o r d
.
〔一6〕 J o e o b s e ; 1 J . Y . , l {〕了了, A n n . l之e v . 王〕 l a n t 尸h y s i o l . 2 8 : 5 3 7 .
〔 1 7〕 人I a r e u s A . , 2 9 7 2 , 入; , n . R e v . 工, l a : l t l , h y s i 〔》 1。 , 2 2 : 3 1 3 .
〔 1 5 〕 W i l k i n s M . B , 1 9只4 , A d v a n e 。, d P l a , 、 t P h y 一 5 10 10 箕y 。 1〕 i t n l s n P r e s s -
L o n d o n
。