全 文 ：核 农 学 报 2011，25(3):0594 ～ 0601
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期:2010-09-26 接受日期:2011-01-11
基金项目:陕西省生物技术重点实验室项目(08JZ72)，陕西省教育厅专项科研资助项目(09JK746)，国家自然科学基金(31000144)，陕西省财政
专项，西北大学自主创新类项目(10YZZ36)
作者简介:关正君(1977-)，女，山西河曲人，讲师，在读博士，从事植物遗传资源与基因工程制药研究。E-mail:zhengjunguan@ 126. com
通讯作者:尉亚辉(1960-)，男，陕西凤翔人，教授，博士生导师，从事细胞工程制药研究。E-mail:weiyahui@ nwu． edu． cn
文章编号:1000-8551(2011)03-0594-08
樱桃番茄叶体细胞胚发生过程中抗氧化酶
活性和生理参数的变化
关正君1，2 郭 斌2 尉亚辉2
(1. 运城学院生命科学系，山西 运城 044000;
2. 西北大学生命科学学院，西部资源生物与现代生物技术省部共建教育部重点实验室，陕西 西安 710069)
摘 要:以樱桃番茄叶片为外植体在附加 6-BA 2. 0mg·L + IAA 0. 1mg·L 的 MS 培养基上诱导体细胞胚发
生，研究了樱桃番茄体细胞胚胎发生过程中抗氧化酶活性和某些生理参数的变化。结果表明，在樱桃番
茄体细胞胚发生过程中，抗氧化酶活性变化表现为 SOD 活性在培养第 7 天和第 21 天出现 2 次高峰，分
别为 73. 69U·g － 1 FW 和 77. 76U·g － 1 FW;POD 活性表现为先降后升的变化趋势，在培养 21d 时达到最
低值，为 0. 6317U·g － 1min － 1 FW;CAT 活性变化幅度不大，在培养 28d 时活性最大，为 23. 0798mg·g － 1
min － 1;H2O2 含量表现为先升后降，且在培养第 14 天出现高峰，为 11. 4522μmol·L
－ 1 g － 1 FW;丙二醛含
量整体呈明显的下降趋势;IAA 氧化酶活性变化趋势为升 － 降 － 升 － 降，在 35d 时 IAA 氧化酶活性最
大，为 737. 0748μg(IAA)g － 1 FW h － 1。生理参数的变化表现为生长量呈上升趋势;可溶性蛋白含量呈先
降后升再降，且在第 35 天出现高峰，为 0. 7299mg·g － 1 FW;叶绿素含量整体呈现降 － 升 － 降 － 升的变
化趋势，第 28 天出现高峰期，为 1. 5891mg·g － 1 FW;电导率的变化趋势为降 －升 －降 －升，14d 时达到
最大值，为 25. 8%。据此认为，在樱桃番茄叶体细胞胚发生过程中，POD 对体细胞胚的诱导起主导作
用;SOD 活性、H2O2 含量与胚性细胞的发育密切相关;可溶性蛋白含量、细胞膜透性与体细胞胚发生密
切相关;IAA 氧化酶活性与愈伤组织形成和胚性细胞的分化密切相关。
关键词:樱桃番茄;体细胞胚发生;可溶性蛋白含量;叶绿素含量;抗氧化酶活性;IAA 氧化酶
CHANGES OF ANTI-OXIDATIVE ENZYMES ACTIVITIES AND PHYSIOLOGICAL
PARAMETERS DURING SOMATIC EMBRYOGENESIS OF CHERRY TOMATO
GUAN Zheng-jun1，2 GUO Bin1 WEI Ya-hui1
(1. Department of Life Sciences，Yuncheng University，Yuncheng，Shanxi 044000;
2. Key Laboratory of Resource Biology and Biotechnology in Western China，
Ministry of Education，Northwest University，Xi’an，Shaanxi 710069)
Abstract:The somatic embryogenesis was induced from the leaves of cherry tomato (Lycopersivon esculentum Mill．)on
MS medium with 2. 0mg·L － 1 6 － BA and 0. 1mg· L － 1 IAA，and the changes of antioxidant activities and some
physiological parameters during somatic embryogenesis were analyzed． Results showed that the activities of antioxidant
enzymes were as follows during somatic embryogenesis． Firstly，SOD activity of the callus presented two peaks of
73. 69U· g － 1 FW and 77. 76U· g － 1 FW on the 7th and the 21st cultured days，respectively． And POD activity
495
3 期 樱桃番茄叶体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性和生理参数的变化
decreased，then increased to its minimum (0. 6317U·g － 1 min － 1 FW)on the 21st day． However，CAT activity had no
significant change during the whole culture time and the highest value was 23. 0798mg·g － 1min － 1 on the 21st day． At the
same time，IAA oxidase activity had the highest value (737. 0748μg(IAA)g － 1 FWh － 1)on the 35th day and the lowest
value was 122. 954 μg(IAA)g － 1 FWh － 1 ． Furthermore，MDA showed a significant downward trend overall，and H2O2
content increased till the 14th day (the highest value was 11. 4522μmol·L － 1 g － 1 FW)and then decreased． Changes of the
physiological parameters showed that the fresh weight of the callus gradually increased with the extension of culture time，
and the changes of soluble protein content had a peak value 0. 7299mg·g － 1 FW on the 35th day． The highest value of
chlorophyll content was 1. 5891mg· g － 1 FW on the 28th day． Besides，the change of electrical conductivity had a
maximum (25. 8%)on the 14th day． It indicated that POD played an important role in somatic embryogenesis of cherry
tomato leaf explants． At the same time，soluble protein content and cell membrane permeability were correlated with
process of somatic embryogenesis;the activities of SOD and IAA oxidase as well as H2O2 accumulation had regular
changes，which closely related to the development of embryonic cells．
Key words:cherry tomato;somatic embryogenesis;soluble protein content;chlorophyll content;antioxidant activities;
IAA oxidase activity
樱桃番茄(Lycopersivon esculentum Mill．)是茄科
(Solanaceae)、番茄属(Lycopersicon)、番茄种的一年生
或多年生草本植物，别名小西红柿、圣女果、珍珠番茄，
原产于南美洲，其果型玲珑剔透，形似樱桃，色彩鲜艳，
味道可口，营养丰富，故有很高的经济价值和广泛的市
场前景。
樱桃番茄是近年新兴的、广受欢迎的鲜食番茄品
种，对其再生系统的研究还很少。目前樱桃番茄生产
中使用的大多是杂种一代，无法留种，引种价格昂贵。
因此利用组织培养技术对推动樱桃番茄生产有着重要
意义。但樱桃番茄生物技术研究还比较薄弱［1 ～ 6］，尤
其是其形态发生的机制研究报道较少。
植物组织离体培养过程中的形态发生有器官发生
和体细胞胚胎发生 2 种途径。器官发生是由愈伤组织
产生不定芽和不定根，进而形成植株;胚胎发生则是由
愈伤组织先形成胚状体，再由胚状体发育成完整植株。
由于胚状体具有产生数量多、速度快、结构完整的特
点，所以体细胞胚胎发生技术不仅是植物快繁的重要
手段，还发展成为研究植物胚胎发生机理和遗传转化
的重要方法，其在模式植物上的应用日益受到重视。
植物形态特征的变化是其生理生化变化的外部反映，
决定着分化和形态建成的方向［7］。研究体细胞胚发
生的生理生化特性，通过改变外界因素诱导代谢向有
利于胚胎发生的方向进行，具有重要的意义。
SOD、POD、CAT 是 3 种重要的抗氧化酶，其活性
高低反映植物清除活性氧能力的大小［8］。SOD 主要
清除超氧化物阴离子自由基，POD 和 CAT 主要清除
H2O2，三者相互协调可以有效清除活性氧，以防止膜
脂过氧化。许多研究表明，抗氧化酶活性的变化和某
些生理参数的变化与植物细胞的脱分化和再分化有直
接的关系［9 ～ 13］。樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生
和发育过程中，其抗氧化酶活性均呈现一定的变化规
律。本研究以樱桃番茄叶片外植体体细胞胚发生的诱
导为基础进行组织培养，研究了樱桃番茄叶片再生过
程中外植体内部抗氧化酶活性和某些生理参数的变化
趋势，旨在探讨体细胞胚发生的生理生化机理，为再生
体系建立提供依据，及进一步开展樱桃番茄基因转化
奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试樱桃番茄品种为樱桃一号，种子由西安市蔬
菜研究所邓军均惠赠。
1. 2 樱桃番茄无菌苗的获得
取樱桃番茄种子用自来水(或蒸馏水)浸泡 4 ～ 5h
后，用无菌水冲洗 3 次;浸于 70% 酒精消毒 30s，无菌
水冲洗 3 次;再浸于 10% 的次氯酸钠溶液中振荡
5min，无菌水再冲洗 5 ～ 6 次;将无菌种子播种于 1 /
2MS 培养基上。光照时间为 14h /d，培养温度 25℃，光
照强度 2500lx。
1. 3 愈伤诱导和培养条件
切取生长 20d 的无菌苗叶片(真叶)(0. 5cm2)接
种于以 MS 为基本培养基，附加 6-BA 2. 0mg·L － 1 +
IAA 0. 1mg·L － 1的分化培养基上，观察愈伤组织的诱
导情况。培养基蔗糖浓度为 15g·L － 1，琼脂 7. 5g·L － 1。
暗培养 3d 后，转为光照培养。光照时间为 14h /d，培
养温度 25℃，光照强度 2500lx。
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核 农 学 报 25 卷
1. 4 细胞学观察
切取培养 0、7、14、21、28 和 35d 的樱桃番茄叶外
植体材料分别固定于 FAA 固定液中。按常规石蜡切
片法制片［14］，切片厚度为 8μm，番红 －固绿染色，加拿
大树胶封片，德国 Leica DMLB 显微镜观察和拍照。
1. 5 生理参数测定
分别准确称取培养 0、7、14、21、28、35、42 和 49d
樱桃番茄叶外植体诱导的新鲜外植体材料 0. 5g，加入
0. 05mol /L PBS 缓冲液(pH7. 8)，在冰浴上研磨，4℃
10000r /min 离心 15min，取上清液作为粗酶液冷藏，用
于各生理指标的测定，并绘制生长曲线。试验重复 3
次。
过氧化氢酶(CAT)活性的测定采用 240nm 比色
法［15］，以 240nm 吸光值每 min 减小 0. 1 为 1 个酶活性
单位(U)计算 CAT 活性。超氧化物歧化酶(SOD)活
性的测定采用 NBT 光还原法［15］，以抑制氮蓝四唑
(NBT)在光照下被还原到 50% 的酶量为 1 个酶活性
单位(U)。过氧化物酶(POD)活性的测定采用 0. 3%
愈创木酚法［15］，以 470nm 吸光值每 min 增加 1 为 1 个
酶活性单位(U)。
吲哚乙酸(IAA)氧化酶活性测定运用比色法［17］。
IAA 氧化酶反应液为 IAA 0. 8mmol /L，间苯二酚
0. 5mmol /L，MnSO4 0. 5mmol /L，醋酸缓冲液 25mmol /L
(pH4. 5)。反应 60min 后加 Salkowski 试剂显色，在
530nm 下测定其 OD 值以计算反应前后 OD 值的变化
(△OD)和消耗的 IAA 量，用每 min 催化 1μmol IAA
降解的酶量表示 1 个酶活单位(U)。
可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝 G-250
法［17］，标准蛋白质溶液由牛血清白蛋白配成。叶绿素
含量测定采用 95%乙醇浸提、分光光度比色法［17］，测
定 649、665 与 470nm 下的吸光值。丙二醛(MDA)含
量测定采用硫代巴比妥酸(TBA)法［18］，在提取液中加
入 0. 6% 硫代巴比妥酸(TBA)溶液，测定 532、600 与
450nm 的吸光值，参照张志良［17］的方法，计算 MDA 含
量。细胞膜透性采用电导率法［17］，用 DDS-11C 型电
导仪测定。
1. 6 数据分析
数据采用 Excel 2003 软件进行作图，用 SPSS11. 0
软件对测定数据进行统计分析。
2 结果与分析
2. 1 樱桃番茄叶外植体愈伤组织的诱导情况
观察在附加 IAA 2. 0mg /L + 6-BA0. 1mg /L 的 MS
培养基上以无菌苗叶片为外植体的诱导情况。培养
4d 时，叶片绿色开始变淡，与固体培养基不再紧贴，局
部肥厚增大，叶缘略显不规则的卷曲，这表明已有愈伤
组织产生;培养 7d 时，叶片变成黄绿色，肥厚和增大程
度更明显(图 1-A);培养 14d 时，外植体已基本失去其
原有形状，淡黄色的愈伤组织大量发生于切口处，而叶
缘产生量最大(图 1 － B)。培养 21d 时，外植体部分或
全部被愈伤组织包裹(图 1 － D)。进一步培养观察发
现，有的愈伤组织或外植体表面有数个近球形、半透
明、表面光滑的早期体胚产生，有些愈伤组织表面长出
小芽(图 1 － F)。随后，大多数愈伤团块不断长出叶
片，进而发育成为完整植株(图 1 － I ～图 1 － L)。
通过对各时期的愈伤组织进行石蜡切片和显微观
察，结果表明樱桃番茄叶外植体在离体培养过程中形
态发生途径为体细胞胚发生。在体细胞胚发生过程
中，多数表现为从外植体的表面直接分化出体细胞胚。
在培养 14d，球形胚开始形成(图 1 － C)，此后依次经
过心形胚、鱼雷胚、子叶胚等阶段(图 1 － E，G，H)。由
于胚性细胞分裂是不同步的，因此在同一时期同一切
片上可以同时观察到多种胚细胞(图 1 － H)。
2. 2 樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生过程中抗氧
化酶活性的变化
2. 2. 1 SOD 活性的变化 从图 2 － A 可知，在培养初
期，外植体超氧化物歧化酶(SOD)活性不断上升，在第
7 天达到第 1 次高峰，其活性为 73. 69U·g － 1 FW;在 7
～ 21d，愈伤组织处于旺盛的生长阶段，细胞内各种代
谢都在顺利进行，SOD 活性变化较为缓慢，且呈下降
趋势;在 21 ～ 28d，可能由于此阶段愈伤组织体积增
大，细胞对营养物质的需求增加而使 SOD 活性呈上升
趋势，且在第 28 天达到第 2 次高峰，其活性为 77. 76U
·g － 1 FW。此后，SOD 活性逐渐下降，说明愈伤组织诱
导后期愈伤组织的生理代谢开始进入衰老状态。
2. 2. 2 POD 活性的变化 过氧化物酶(POD)与物质
和能量代谢密切相关，其活性的改变可影响植物体细
胞胚的发生［9］。在樱桃番茄体细胞胚发生过程中，
POD 活性表现为先降后升的变化趋势(图 2 － B)。在
0 ～ 21d，POD 活性呈下降趋势，在培养 21d 时，POD 活
性达到最低值，为 0. 6317U·g － 1 min － 1 FW。这与此阶
段樱桃番茄愈伤组织生长缓慢，代谢不活跃有关。从
培养 21d 开始，POD 活性迅速上升，且与樱桃番茄愈
伤组织生长趋势基本呈平行关系。原因在于是愈伤组
织细胞处于旺盛的代谢期，产生较多的活性氧，从而刺
激了 POD 的生成。
2. 2. 3 CAT 活性和 H2O2 含量的变化 CAT 活性在
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3 期 樱桃番茄叶体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性和生理参数的变化
樱桃番茄体细胞胚发生过程中，表现为升 － 降 － 升 －
降的变化趋势，但整体变化的幅度不大(图 2 － C)。在
0 ～ 14d，随着愈伤组织的形成，胚性细胞的出现，CAT
活性缓慢上升，随后又出现下降的趋势，在培养 28d
时，各种胚状体大量形成，CAT 活性达到最大，为
23. 0798mg·g － 1min － 1。H2O2 含量对胚性细胞的分化
也有促进作用，在樱桃番茄愈伤组织诱导过程中表现
为先 升 后 降;在 培 养 的 第 14 天 达 到 高 峰，为
11. 4522μmol·L － 1 g － 1 FW;之后在胚性细胞分化和胚
状体形成的过程中，均表现出下降的趋势(图 2 － D)。
图 1 樱桃番茄叶愈伤组织诱导情况和体细胞胚发生的组织学观察。
Fig． 1 Induction conditions and somatic embryogenetic histologic observation of cherry tomato leaf callus
A:培养 7d，Bar = 4. 0cm;B:培养 14d，Bar = 4. 0cm;C:培养 14d，球形胚 (GE)，Bar = 250μm;D:培养 21d，Bar = 4. 0cm;
E:培养 28d，心形胚 (HE)，Bar = 200μm;F:培养 35d，Bar = 6. 0cm;G:培养 35d，子叶胚 (CE)，Bar = 200μm;
H:培养 35d，各时期胚同时出现，Bar = 200μm;I:培养 45d，Bar = 4. 5cm;J:培养 50d，Bar = 4. 0cm;
K:樱桃番茄完整植株，Bar = 1. 5cm;L:移栽到大田的樱桃番茄苗，Bar = 8. 0cm。
A:the calli of 7d cultured，Bar = 4. 0cm;B:the calli of 14d cultured，Bar = 4. 0cm;C:after 14d of cultivation，globular embryoid (GE)，Bar
= 250μm;D:the calli of 21d cultured，Bar = 4. 0cm;E:after 28d of cultivation，heart-shaped embryoid (HE)，Bar = 200μm;F:the calli of 35d
cultured，Bar = 6. 0cm;G:after 35d of cultivation，cotyledonary embryoid (CE)，Bar = 200μm;H:Various types of embryos all appeared
simultaneously at 35d of cultivation，Bar = 200μm;I:the calli of 45d cultured，Bar = 4. 5cm;J:the calli of 50d cultured，Bar = 4. 0cm;K:
complete sterile seedlings of cherry tomato，Bar = 1. 5cm;L:cherry tomato seedlings transplanted in the field．
2. 2. 4 MDA 含量的变化 丙二醛(MDA)含量高低
是反应细胞膜脂过氧化作用强弱和质膜破坏程度的重
要指标［19］。在樱桃番茄叶外植体诱导愈伤组织的生
长过程中，MDA 含量整体呈明显的下降趋势。在培养
49d 时，MDA 含量达到最低，为 0. 3823μmolg － 1 FW。
但在培养初期的 0 ～ 7d，丙二醛(MDA)含量变化不明
显(图 2 － E)。
2. 2. 5 IAAO 活性的变化 IAA 是植物体内含有的一
种生长素物质，影响细胞分裂、伸长和分化。植物组织
培养过程中 IAA 氧化酶(IAAO)可以通过活性的升高
和降低，调节愈伤组织内部 IAA 的含量，进而影响愈
伤组织的生长状况。樱桃番茄叶外植体在整个体细胞
胚发生过程中，IAAO 活性呈现出升 － 降 － 升 － 降的
波动变化趋势(图 2 － F)。在培养 0 ～ 7d，即愈伤组织
形成阶段，酶活性较低，但呈上升趋势，7d 时，活性到
达一个相对高峰期，为 519. 0045μg(IAA)g － 1 FW h － 1;
7 ～ 14d 是愈伤组织向胚性细胞分化的时期，酶活性下
降;14 ～ 35d，即胚性细胞大量分化为各类型胚状体的
阶段，IAAO 活性显著升高，在 35d 时达到最大，为
737. 0748μg(IAA)g － 1 FWh － 1。 IAAO 活性变化表明
IAA 对于愈伤组织的形成和胚性细胞的分化起促进作
用。
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图 2 樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生过程中部分抗氧化酶活性的变化
Fig． 2 Changes of antioxidant enzyme activities in the callus during
somatic embryogenesis of cherry tomato leaves
2. 3 樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生过程中生理
参数的变化
愈伤组织鲜重变化是反映细胞增殖状况的一个最
直接的指标，因而也是考察植物组织生长发育状况直
观、有效的依据。由图 3 － A 可见，在樱桃番茄叶体细
胞胚发生过程中，其鲜重的变化呈上升趋势。0 ～ 14d
为缓慢增长期，此期内愈伤组织增长较慢。原因在于
刚接种的愈伤组织经过切割尚未完全适应新的环境，
不能很好地吸收营养物质。14d 后，愈伤组织鲜重快
速增长，表明愈伤组织适应新环境后而进入细胞分裂
和生长的加速阶段。在生长后期，愈伤组织的鲜重仍
然明显增加，培养 49d 时，生长量达 99. 8265%。表明
各类型的胚性细胞正在发育为完整植株。
随着樱桃番茄愈伤组织的生长、分裂和分化，其可
溶性蛋白质含量也发生一定的变化。由图 3 － B 可以
看出，愈伤组织的可溶性蛋白质含量整体呈先降后升
再降的趋势。在培养第 35 天，可溶性蛋白质含量出现
高峰，达 0. 7299mg·g － 1 FW。说明樱桃番茄叶在诱导
愈伤组织的前期阶段合成并积累蛋白质。可溶性蛋白
质含量峰值的高低及出现时间的不同，与樱桃番茄愈
伤组织的生长速度有关，也与蛋白质的合成、分泌利用
及细胞分裂有关。
895
3 期 樱桃番茄叶体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性和生理参数的变化
图 3 樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生过程中生长量和可溶性蛋白质含量的变化
Fig． 3 Changes of cell growthand soluble protein content in the callus during
somatic embryogenesis of cherry tomato leaves
图 4 樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生过程中叶绿素含量变化
Fig． 4 Changes of chlorophyll content in the callus during somatic embryogenesis
of cherry tomato leaves
叶绿素是光合作用过程中最重要的色素，其含量
高低与光合作用密切相关，直接影响植株的生长状况。
在叶诱导体细胞胚发生过程中，叶绿素也发生明显的
变化。图 4 － A ～图 4 － D 表明，叶绿素含量整体呈现
降 －升 － 降 － 升的变化趋势。叶绿素 a、叶绿素 b 和
总叶绿素含量均在培养第 14 天出现最低值(叶绿素 a
含量 为 0. 5854mg · g － 1 FW，叶 绿 素 b 含 量 为
0. 1603mg·g － 1 FW，总叶绿素含量为 0. 7669mg· g － 1
FW)，在第 28 天出现高峰期 (叶绿素 a 含量为
1. 1042mg·g － 1 FW，叶绿素 b 含量为 0. 5033mg· g － 1
FW，总叶绿素含量为 1. 5891mg· g － 1 FW);而类胡萝
卜素含量，在第 21 天出现高峰期(0. 3045mg· g － 1
FW)，在第 35 天出现最低值(0. 083mg·g － 1 FW)。叶
绿素 a、类胡萝卜素和总叶绿素在培养 35d 后，其含量
均开始上升，说明樱桃番茄叶外植体在诱导 35d 后，随
着胚状体逐渐发育成完整植株，光合作用开始增强。
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植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常代谢起着
重要的作用。电导率的变化可以反映细胞膜透性的强
弱。在樱桃番茄叶外植体体细胞胚发生过程中，电导
率的变化趋势为降 －升 －降 －升(图 5)。0 ～ 7d，电导
率很低，且呈下降趋势，说明叶外植体在诱导初期，其
膜通透性较小，是为了更好地适应新的环境而出现的
防御反应。随着愈伤组织分化和胚性细胞的形成，其
电导率迅速上升，膜透性增大，并在 14d 达到最大值，
为 25. 8%;之后，胚性细胞开始转化为胚状体，膜透性
显著下降。在各种胚状体形成过程(21 ～ 35d)中，膜
透性变化较小，但呈上升趋势。
图 5 樱桃番茄叶外植体在体细胞胚发生
过程中电导率的变化
Fig． 5 Changes of electrical conductivity in the
callus during somatic embryogenesis derived
of cherry tomato leaves
3 讨论
樱桃番茄体细胞胚胎的发生是一个极其复杂的过
程，细胞生理生化的变化是组织形态变化的基础。蛋
白质含量的高低可以间接反映各种代谢活动的强弱，
在细胞的生命活动中起着重要的作用［10］。本研究发
现，樱桃番茄愈伤组织在诱导初期的 0 ～ 14d，外植体
内可溶性蛋白质含量呈下降趋势，原因在于樱桃番茄
叶尚处于愈伤组织形成并向球形胚转化的阶段，细胞
的合成能力与代谢能力均较低;14 ～ 35d，可溶性蛋白
质含量迅速增加，为细胞快速分裂增殖和胚性细胞的
进一步转化提供物质基础;35d，培养基的营养成分逐
渐被消耗，细胞内或培养基中有害成分逐渐累积引起
愈伤组织细胞生长趋缓，合成与代谢能力均开始下降，
为适应这一生长的改变，就会降解多余的蛋白质，使细
胞内可溶性蛋白含量再次下降。由此可见，蛋白质的
积累是愈伤组织形成的基础，细胞中的蛋白质含量可
作为测定愈伤组织形成量的重要指标。同时，胚性细
胞的分化和发育受基因调控，是基因按照一定顺序表
达的结果，而基因表达的产物则以一种活跃形式的蛋
白表现出来，因此在体细胞胚发生中蛋白质代谢动态
呈现规律性变化，即首先是 RNA 合成速率增加，继而
蛋白质迅速合成，并在随后的胚性细胞分化和发育过
程中一直保持相对较高水平。所以蛋白质的合成为体
细胞胚的分化和发育奠定了重要的分子基础［11］。
叶片中光合色素含量是反映植物光合能力的一个
重要指标，其中叶绿素 a 有利于吸收长波长的光，叶绿
素 b 有利于吸收短波长的光，类胡萝卜素既是光合色
素，又是内源性的抗氧化剂，除在光合作用中具有一定
功能外，在细胞内还可吸收剩余的光能，淬灭活性氧，
从而防止膜脂的过氧化［20，21］。本研究发现，在培养 0
～ 14d 内，叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿素含量均呈现
下降趋势，说明樱桃番茄叶外植体从切割后到愈伤组
织形成这一阶段，光合作用减弱;在培养 28d，3 个参数
的含量均达到最大值，说明在各类胚状体的形成过程
中，光合作用也明显增强。在培养 35d 后，体细胞胚发
育成熟，子叶期的胚状体逐渐发育为新的植株，叶绿体
各色素的合成均开始增强，表明光合作用也逐渐增强。
众多研究结果表明，SOD 是植物体内氧代谢的关
键酶，是细胞的一种保护酶和诱导酶［21］。SOD 活性的
增加与细胞分化频率成正比，对胚性细胞的分化以及
早期胚胎发育有促进作用［23］。本试验表明，SOD 活性
的第一次高峰在愈伤组织形成过程中第 7 天出现，与
杨和平等［12］、何梦玲［24］、辛建华［25］试验结果相似。原
因在于，SOD 酶被诱导用于清除樱桃番茄叶愈伤组织
形成过程中过多的氧自由基，致使代谢水平和呼吸作
用增强。随着多余的超氧自由基被还原为 H2O，超氧
自由基的数量不断减少，第 8 天后 SOD 活性开始下
降;在第 14 ～ 21 天，细胞进入指数生长期，已经完全适
应新环境且环境分压处于相对恒定状态，所以即使受
到外部环境条件的影响，SOD 酶也不会被诱导产生，
这是促成 SOD 活性在培养第 28d 出现第 2 个高峰后
伴随着酶活性下降的原因之一。这一试验结果与洪森
荣的报道［13］基本一致。刘成圣等［26］研究表明，在苜
蓿体细胞胚发生过程中，CAT 和 SOD 的活性在球形胚
时期都达到最大值。在本研究中当愈伤组织形成时
(0 ～ 7d)，SOD、CAT 和 IAA 氧化酶活性均上升，高活
性的 SOD 必然产生较高水平的 H2O2，这与前人的研
究结果一致。
一般认为，POD 的生理作用有 3 个:木质化作用，
IAA 氧化酶作用和对创伤、照射的保护作用［27］。植物
006
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2011，25(3):0594 ～ 0601
在生长过程中，无论是分化芽还是分化胚状体，都需要
维管系统的建成，而 POD 能使植物组织中所含 C3 －
C6 化合物转化成木质素，从而促进芽和胚状体的发
育。徐竹筠［28］对胡萝卜体细胞胚胎发生的研究结果
表明，过氧化物酶的总活力变化与胚状体的发生有关。
本研究发现，在樱桃番茄叶愈伤组织诱导的 0 ～ 14d，
POD 活力变化明显下降，与细胞代谢不活跃有关。
POD 活性水平低，分解的 H2O2 少，细胞内可以保持相
对较高的 H2O2 水平，这对细胞的分裂和增殖有利。
在 21d 后，胚性细胞大量形成，细胞处于旺盛的代谢
期，产生了较多的活性氧，从而刺激了 POD 的生成，
POD 活力开始升高。
研究表明，适当浓度的 H2O2 对体细胞胚胎的发
生有较好的诱导作用［9］。H2O2作为一种细胞信号传
递物质，可以通过细胞的信号传递系统影响基因的调
控表达。胚性细胞的形成过程即细胞的分化过程，其
核心是基因的差异表达，因此 H2O2可能在分子水平上
诱导胚胎的发生［9］。本研究结果显示，在胚性细胞形
成初期 0 ～ 14d，H2O2 含量明显升高，在培养 14d 球形
胚开始形成时达到高峰，表明 H2O2 含量与体细胞胚
的发生密切相关。关于外源 H2O2 和内源 H2O2 对樱
桃番茄叶体细胞胚发生的影响及其与樱桃番茄体细胞
胚发生和发育的关系有待进一步研究。
4 结 论
在樱桃番茄叶体细胞胚发生过程中，POD 对体细
胞胚的诱导起主要作用，可溶性蛋白含量、细胞膜透性
与体细胞胚发生密切相关。IAA 氧化酶活性与愈伤组
织形成和胚性细胞的分化密切相关。
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(责任编辑 邱爱枝)
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