全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 062489202
乙酰胆碱对板蓝根14 C2同化物运输的影响
杨重军1 , 2 　汤飞宇3 　张　萍4 　郭玉海13
(1. 中国农业大学农学与生物技术学院 ,北京　100094 ; 2. 山东聊城大学农学院 ,山东 聊城　252000 ;
3. 江西农业大学农学院 , 江西 南昌　330000 ; 4. 中国农业科学院原子能利用研究所 ,北京　100094)
摘 　要 :以板蓝根源2通道2库模式系统研究了乙酰胆碱对板蓝根14 C2同化物运输的影响 ,结果表
明 :低浓度乙酰胆碱处理板蓝根韧皮部 ,板蓝根叶片向肉质根输出的14 C2同化物增多 ,尤其以
0101mmolΠL 的处理效果最为明显 ;说明低浓度乙酰胆碱增强了通道的运输活性。
关键词 :乙酰胆碱 ;板蓝根 ;运输通道 ;14 C2同化物
THE EFFECT OF ACETYCHOLINE ON 14 C2ASSIMILATES
TRANSLOCATION OF Isatis tinctoria L1
YANG Chong2jun1 , 2 　TANG Fei2yu3 　ZHANG Ping4 　GUO Yu2hai1 3
(11 College of Agronomy and Biotechnologe , CAU , Beijing , 　100094 ; 21 College of Agronomy of Liaocheng
University , Liaocheng , Shandong , 　252000 ; 31 College of Agronomy of Jiangxi Agricultural University , Nanchang , Jiangxi , 　330000 ;
41 Institute for Application of Atomic Energy , CAAS , Beijing , 　100094)
Abstract :The effects of acetycholine on 14 C2assimilates translocation are studied with source2channel2sink of Isatis
tinctoria L. The experiments show that 0101mmolΠL treatments of acetycholine on the phloem , can improve the
output of 14 C2assimilates in leaves indicating that acetycholine enhances the activity of phloem transport .
Key words :acetycholine ; Isatis tinctoria L. ; transport channels ; 14 C2assimilates
收稿日期 :2003211224
作者简介 :杨重军 (1972～) ,男 ,山东高唐人 ,讲师 ,在读博士 ,主要从事作物生理研究工作。3 通讯作者 : E2mail :yhguo @cau1edu1cn实现高等植物韧皮部物质流的定向调控 ,对提高作物的产量有一定的实践意义。本文以板蓝根为材料 ,以叶片14 C2同化物从叶片中的输出量为指标 ,用乙酰胆碱处理板蓝根的韧皮部 ,研究乙酰胆碱对韧皮部同化物质运输的影响。1 　材料和方法111 　材料板蓝根 ( Isatis tinctoria L1) 于 4 月中旬播种 ,株距 30cm ,行距 40cm ,种植至 9 月中旬作实验材料。1999 —2000 年进行预备试验 ,2000 —2001 年进行正式试验。试验在中国农业大学科学园进行。试验地为轻壤土 ,中等肥力。112 　方法11211 　板蓝根源2通道2库模式系统的建立 　模式系统由板蓝根叶和肉质根两种器官构成。在距肉质根5cm的叶柄处 ,实施叶柄环剥处理 ,长度 2～4cm ,去掉叶肉及其它组织 ,仅留 1 根维管束 ,由此构成一个理想的板蓝根源2通道2库模式系统。叶片生产同化物构成源 ;肉质根生长需要同化物构成库 ;单条维管
984　核 农 学 报　2004 ,18 (6) :489～490Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
束构成运输通道 ,为同化物质由源入库的必经之路。
11212 　乙酰胆碱处理及14 C 定量测定 　乙酰胆碱的浓度为 :011、0105 和 0101mmolΠL ;对照用蒸馏水处
理。方法是 :在田间选择生长一致的植株及初生时间和大小长势一致的板蓝根叶片挂牌标记。剥离叶
柄维管束后稳定 2d ,叶片恢复一下后进行乙酰胆碱处理。先用细棉线绕在剥离出的维管束部位 ,用移
液枪将溶剂均匀注射在棉线上 ,药剂通过渗透作用进入韧皮部筛管。每株板蓝根为一处理 ,处理在每天
18 :00左右进行 ,每天 1 次 ,处理两次后于第 3d 上午 10 :30 —11 :30 饲喂14 C ,每张叶片引入14 C的放射性活
度为 4000～6000cpm。饲喂后当天傍晚再处理 1 次 ,于次日上午 10 :30 —11 :30 取样。取样后 ,将植株分
为饲喂叶和肉质根两部分 ,烘干 ,制样 ,用 BHl216 型低本底测定装置测定14 C 放射性活度 ,并计算14 C 放
射性活度占引入总放射性活度的百分比。每株板蓝根的药剂用量为 20u1 ,3 次重复。
取与处理叶片叶位和叶龄一致的叶片 ,在叶柄处理部位横切 ,作徒手切片 ,镜检计算中间维管束韧
皮部的面积。用目镜测微尺和台式测微尺测量韧皮部的半径 ,每条维管束各测 3 个半径 ,并计算韧皮部
的面积。观测 10 个叶柄 ,结果取其平均值 ,用于比集运量 (specific mass transport , SMT)的计算 :SMT = 14 C
输出量 (cpm)Π韧皮部面积 (mm2 )·时间 (min) 。
药物处理板蓝根后 ,测定叶、肉质根中14 C2同化物的放射性活度 ,确定乙酰胆碱处理对韧皮部同化
物质运输的影响。
2 　结果与分析
从试验结果可见 (表 1) ,乙酰胆碱处理韧皮部后 ,14 C2同化物由叶向肉质根的运输明显增加。以肉
质根中的14 C放射性活度占引入叶片中的总放射性活度的百分比表示14 C2同化物从叶片输出的数量时 ,
011、0105 和 0101mmolΠL 乙酰胆碱处理 ,输出的同化物都比对照高 ,分别高出 7194 %、6118 %和 10146 % ,
比集运量分别为对照的 1120、1159 和 1158 倍。表明低浓度乙酰胆碱可有效地促进14 C2同化物向肉质根
的运输 ,且不同低浓度的乙酰胆碱对同化物质运输的促进效应不同 ,尤其以 0101mM 的乙酰胆碱促进效
果明显。
表 1 　乙酰胆碱处理对板蓝根14 C2同化物运输的影响
乙酰胆碱
(mmolΠL) 饲喂叶14C残留量 14C由叶向根的输出量(cpm) % (cpm) % 14C总引入量(cpm) SMT(cpm·mm - 2·min - 1)
对照 28819126 ±5811195 74174 ±1159 9814181 ±2588100 25126 ±1160 38634114 ± 8317146 865166 ±227192
0105 34397129 ±7119196 68177 ±1179 15629164 ±2166167 31123 ±1143 49993160 ± 9339134 1318123 ±106108
011 24034136 ±9013122 66180 ±1164 11736171 ±3746174 33120 ±1164 35672174 ±12645153 1035104 ±356198
0101 28247165 ±9500146 64128 ±2108 15460181 ±4242187 35172 ±1190 43696145 ±13687166 1363148 ±374133
注 :实验数据为 3 次参数的平均值
3 　讨论
本试验采用模式系统有如下特点 : (1)源、库和通道唯一 ; (2) 维管束暴露 ,药剂处理方便 ,便于研究
通道对同化物质运输的调控 ; (3) 维管束呈束状 ,易于剥离 ; (4) 预备试验证明 ,当叶片仅留 1 条维管束
时 ,仍能在田间存活达 2 月之久 ,表明单根维管束有运输活力。
对乙酰胆碱是动物神经传导中重要的神经递质 ,在植物中也普遍存在并具有一定的生理调控功
能[1 ] , 但对植物中乙酰胆碱的研究远不如动物的多 ,而其对同化物的调控作用研究的更少。已证明乙
酰胆碱在植物电波中起重要作用[2～4 ] 。另外 ,乙酰胆碱可以调节蚕豆气孔的运动[5 ] ,对黄化玉米幼苗物
质跨节运输具有调控效应[6 ] 。本试验结果表明 ,0101mmolΠL 乙酰胆碱可促进光和同化物的由源到库的
运输 ,说明低浓度乙酰胆碱增强运输通道的运输活性。韧皮部可能对乙酰胆碱较为敏感 ,以致于造成此
结果。此结果对于研究韧皮部运输效率和提高作物的产量有一定的实践意义 ,但机理尚需进一步细致
研究。
(下转第 422 页)
094 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2004 ,18 (6) :489～490
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
312 　中优 306
中优 306 全生育期 120d ,比汕窄 8 号早 7d。该组合分蘖力中等 ,株高 94cm ,穗长 2418cm ,穗着粒 140
粒左右 ,结实率 85 %左右 ,千粒重 2615g。后期转色好。2002 年在品比试验中列第 2 名 ,产量 6186tΠhm2 ,
比汕窄 8 号增产 6146 % ,米质优 ,是一个早熟、产量较高 ,有利用前景的组合。
此外 ,与辐 74A、协青早 A、D702A、Ⅱ232A (倒差期) 等不育系配组 ,其产量都比相应熟期的对照增
产。辐恢 306 的生育期比大田种植 (或制种) 的生育期要早 25d 左右抽穗 ,完全可以采取时间隔离使该
恢复系制种不受自然条件的约束。由于生育期短 ,时间上也错开了农时季节 ,有效地避免一些有为的机
械混杂 ,同时也保证种子纯度。现在农村都在向多元化种业发展 ,1 代种生育期早 ,收后可增种一季经
济作物 ,如蔬菜、秋土豆等 ,是稳定粮食产量 ,增加经济收入的一条有效途径。可见 ,辐恢 306 与不同生
育期的不育系可配制出不同生育期的 1 代种 ,适应不同的生态环境 ,栽培技术 ,耕作制度 ,茬口衔接等 ,
具有广阔的应用前景。
(上接第 452 页)
[39 ] 　王振英 ,郑坚瑜 ,陈瑞阳. 盐胁迫、辐射条件下耐盐与不耐盐水稻 POD 同工酶、全蛋白变化的研究. 南开大学学报 (自然科学) ,
1999 ,32 (1) :23～27
[40 ] 　王翠亭 ,黄占景 ,何聪芬 ,等. 小麦耐盐突变体生化标记的研究. 麦类作物学报 ,2002 ,22 (1) :10～13
[41 ] 　许祥明 ,叶和春 ,李国凤 ,等. 芦苇耐盐变异体与野生型植株某些特性的比较. 植物学报 ,2000 ,42 (11) : 1126～1130
[42 ] 　陈可咏 ,叶和春 ,陈建林 ,等. 芦苇耐盐变异植株及其细胞学鉴定. 植物学报 , 1994 ,36 (12) :930～933
[43 ] 　戴伟民 ,赵艳 ,蔡润 ,等. 番茄耐盐愈伤组织的筛选及显微结构观察. 上海交通大学学报 (农业科学版) , 2001 ,19 (2) :112～116
[44 ] 　李金花 ,苏晓华 ,张绮纹 ,等. 细胞工程2林木耐盐体细胞突变体育种研究进展. 世界林业研究 ,1997 , (6) :15～20
[45 ] 　王小军 ,鲍文奎. 八倍体小黑麦耐盐细胞系产生的遗传机制. 植物遗传学报 ,1998 ,40 (4) :330～336
[46 ] 　王翠亭 ,黄占景 ,何聪芬 ,等. PCR2SSCP 与测序技术相结合检测小麦耐盐突变体. 遗传学报 ,2001 ,28 (9) :852～855
[47 ] 　杨青川 ,卞桂虹 ,刘德福 ,等. 植物耐盐遗传性及分子标记研究进展. 中国草地 ,2002 ,24 (2) :59～62
(上接第 464 页)
[2 ] 　蒋莹. 氨基酸应用. 北京 :世界图书出版公司 ,1996 ,161～162
[3 ] 　翁伯琦 ,江枝和 ,黄毅斌 ,等. 牧草料栽培金顶侧耳蛋白质营养价值评价. 食用菌学报 ,2001 ,8 (3) :29～33
[4 ] 　江枝和 ,林新坚 ,唐建阳 ,等. 牛舌菌蛋白质的营养评价. 食用菌学报 ,2001 ,8 (4) :19～23
[5 ] 　Bano I , Raiarathram S. Pleurotus mushroom as a nutritious food In Tropical Mushroom : Biological Nature and Cultivation Methods. Chang S T ,
Quumio T H. HongKong : The Chinese University Press ,1982 ,363～380
[6 ] 　FAO. Amino acid content of foods and biological data on proteins. Nutr Study ,1970 ,24 :5～6. edit by Food Policy and Food Sci Serv , Nutri Div ,
FAO , Rome
[7 ] 　朱圣陶 ,吴坤. 蛋白质营养评价———氨基酸比值系数分. 营养学报 ,1988 ,10 (2) :187～190
(上接第 490 页)
参考文献 :
[1 ] 　Tretyn A ,Kendrick R E. Acetylcholine in plants : presence ,metabolism and mechanism of action. Plant Science ,1991 ,57 : 33～37
[2 ] 　杨文定 ,娄成后. 丝瓜卷须中电化学波传递与快速弯曲反应. 中国科学 (B 辑) ,1994 ,24 :837 ～844
[ 3 ] 　冷强 ,花宝光 ,郭玉海 ,等. 植物体内的胆碱能系统. 程炳嵩主编 : 植物生理与农业研究. 北京 : 中国农业科技出版社 1995a ,343 ～345
[4 ] 　冷强 ,花宝光 ,郭玉海 ,等. 乙酰胆碱的植物生理学效应. 程炳嵩主编 : 植物生理与农业研究. 北京 : 中国农业科技出版社 1995b ,346
～352
[5 ] 　王恒彬. 乙酰胆碱在蚕豆气孔运动中的作用. 中国农业大学博士学位论文 ,1997
[6 ] 　兰平. 乙酰胆碱对黄化玉米幼苗物质跨节运输的调控效应. 中国农业大学博士学位论文 ,2001
224 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2004 ,18 (6) :420～422
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net