全 文 ：。核 农 学 报 , 。 , 一
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月功介石 , 杨 加 。孙介
红豆草胚性细胞系和非胚性细胞系
代谢动态的研究
王亚馥 徐 庆 刘志学
兰州大学生物系 兰州 。
以 红豆草无菌苗胚轴 为外植体诱导愈伤 组织 , 在此基础上 建立 了 “ 胚 性 细 胞
系 ” 和 “ 非胚性细 胞 系 ” 。 应 用
·
放射 自显影方法研 完 了这 两种细 胞 系的 合 成
动 态 , 结 果表明 前者 合 成十 分活 跃 , 且 合成只 限于发生胚 的单细 胞和
细 胞群 。 这 些细 胞迅速分 裂 , 分别 发育形成不 同阶段 的体细 胞胚 , 在这一过程 中
,
代谢呈现有规律的 变化 , 到球形胚 时
, 合 成速率达到 最高峰 。 体细 胞胚
中各细 胞 合成速率的差异与体细 胞胚 形 态学极性存在明显 的 相 关 性 。 至 于
,’卜胚 西细 胞 系 ” , 在启 动 分裂和 形成愈伤组 织 过程 中也是 以 细 胞 复制 为 基
础 的 , 但在该 类细 胞 系中 , 无论是 合成速率还是 “ 一胸 普标记 的细 胞 须率都远
低 于胚性细 胞 系 。 代谢动 态在这 两类细 胞 系中存在着明显 的差异
。
关键词 红豆草 合成 放射 自显影 组织 培养
前 公二日
近年来 , 国内外已对多种植物离体培养 中体细胞胚的发生机理
、
发生条件及影 响其发生
发育的各种因素迸行了大量的研究工作 , 并获得了胚状体和再生植 株 〔‘
, “ 一 ‘ 气 但 对 于 体
细胞胚的起动 、 发生的机理和生理生化基础等还有
一
待于深入研究 。 本试验 以红豆草的 “ 王性
细胞系 ” 和 “ 非胚性细胞系 ”为材料 , 应用放射 自显影的方法分析了这两种细胞系的 代
谢动态 , 以期探明体细胞胚发生的各个发育阶段及体细胞胚发生 中的极性与 代谢 之 间
的相关性 。
材 料 和 方 法
供试材料为红豆草 。从 。。 , 将其无菌苗的下胚轴接种于附
加 , 一 的 固体培养丛上诱导愈伤组织 。 获得的愈伤组织分为两部
分 , 一部分 转移到添加 , 一 的上述培养基上进行 “ 增殖培养 ” 另一部分转移到只
含 的 培养基上进行 “ 胚发生培养 ” 。 在 转移后的第 、
、 。、 、 和 天 ,
此文于生。。 年 月 日收到 。
‘ 核 农 学 报 卷
在无菌条件下分别转入含有 一胸普 “ 一 的相应液体培 养 基 中 比
活度为 协 , ℃下缓慢转动培养 小时 , 转速 二 。 标记结束后用生理盐水冲洗
数次 , 再在含有非标记胸普 的培养液中继续培养 刘、时 。 具体方法参照前文 〔’
标记材料洗净后用卡诺 固定液固定 小时 , 常规石蜡切片
、 厚度为 林 。
‘
脱蜡后在 暗 室 中
涂布核一 号乳胶 北京 所生产 , 冬℃下爆光 天 , 用 防显影液显影
, 酸性坚膜 定 影
液定影 , 染 色后封片 , 在显微镜下观察照相
。
结 果
一 体细胞胚发生
、
发育过程中的。 代谢动态
愈伤组织转移到 “ 胚发生培养 ” 的培养基后 , 第 天 “ 一胸甘的渗入量极低 但到 了 第
天 , 切片中可见到 个细胞
、
个细胞
、 以致 一 个细胞被标 记 图 版 一 一 培 养 到
第 一巧天 , 大量细胞 已分裂形成二细胞
、 三细胞
、 四细胞和多细胞团 图版 一 一
到第 天 , 可见到球形胚
、
心形胚
、
鱼雷胚和子叶胚 , 而 合成只限于各个发育时 期 的
体细胞胚 , 周 围组织的细胞中很少有 “ 一胸普的渗入 图版 一 一 , 同时从切片中还 明
显可见 , 体细胞胚的发育是不同步的 , 在同一块组织 中可同时观察到心形胚
、 鱼 雷 胚 和 子
叶胚等 , 而且在这些胚中 , 心形胚周围细胞
、 鱼雷胚上部边缘细胞和子叶胚生长点细胞进行
合成 , 其他部位的细胞 , 特别是胚中央细胞几乎不合成 图版 一 。
二 愈伤组织增殖过程中 的代谢动态
愈伤组织转移到 “ 增殖培养基 ” 后 , 第 天就可见到培养物的表层或边缘少数细胞 被 标
记 图版 一 , 培养 一 天时
, 多数薄壁细胞中已有 一胸普渗入 图版 一 , 这时
正是 “ 增殖培养 ” 生长速率的高峰 , 大量合成 为愈伤组织的快速生长奠定了物质基础
到 巧一 天时 , 大量新生的愈伤组织形成
, 合成也只限于这些愈伤组织的细胞内 图
版 一 。 我们一般就在这一时期进行继代转移
。 到第 一 天 , 愈伤组织老化 , 大 部 分
丧失了合成 的能力 , 少量愈伤组织分化形成芽原基 , 且只有芽原基下部的少数细 胞 继
续合成 图版 一 。
讨 论
一 代谢与体细胞的起源
本试验结果表明 , 在 “ 胚发生培养 ” 中 , 首先是单细胞被标记 , 接着这些细胞迅速分裂
形成二细胞
、 四 细胞和多细胞 团 , 然后进入胚发育的各个时期 , 由此推测体细胞胚是起源于
特定的单细胞 。 同时在该类细胞 中 , 开始时细胞的 合成基本上是 同步进行的 , 但 随 着
进行 合成的细胞数增多 , 这种同步性被打乱 , 而每个体细胞胚又是起源于这些不 同 步
合成 的单细胞 。 所 以仅从 复制的不同步性就很容易 理解体细胞胚发育 的 不 同 步
性 。 另外 , 从本实验结果还可见到 , 组织边缘细胞被 “ 一胸普标记的频率高于组织 内部的细
胞 , 由此推测红豆草的体细胞胚多为外起源 , 切片观察也证实了这一推测 。
二 代谢与体细胞胚的发育
本试验所用的两种细胞系中 , 虽然都有细胞进行 合成 , 但二者在 代谢动态方
飞期 红豆草胚性细胞系和非胚性细胞系 代谢动态的研究 阶
图版
一 , 胚发生培养 夭 , 一 个细胞被标记
, 培养 天 , 多细胞标记 , 个别细胞开始分裂
一 , 胚性细胞的分裂
一 , 在一切片上可见到不同发有时期的体细胞胚
, 增殖培养的第 天 , 表层少数细胞被标记
比 , 增殖培养第 天 , 大量薄壁细胞被标记
, 一 天时 , 新生的愈伤组织生长迅速 , 此时仍有部分细胞合成
培养到 一 夭时 , 只有芽原基下个别细胞合成
一 , 一
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。
阳 核 农 学 报 卷
面存在本质的差异 。 在 “ 非胚性细胞系 ” 中 , 尽管某些细胞在转移后 小时就合 成 ,
但在发育过程中 , 无论是被标记细胞的频率 , 还是标记活度 , 都远低于 “ 胚性细 胞 系 ” 同
时 , “ 一胸普标记的细胞较为分散 , 不像 “ 胚性细胞系 ” 集中在某些细胞团进行 合 成
再者 , 由于非胚性细胞液泡化程度高 , 因此标记物大多位于细胞边缘
。
在 “ 胚性细胞系 ” 中形
成大量被标记的细胞团 , 并迅速分裂进八体细胞胚发育的各个时期 。 在胚中不同部位的细胞
被 。 一胸普标记的频率不同 , 心形胚只有周 围细胞有“ 一胸普渗入 , 鱼雷胚只有芽端细胞 合
成 , 子叶胚只有生长点细胞进行 复制 。 这些都表明 , 复制不仅为体细胞胚的
发育奠定了物质基础 , 而且体细胞胚的形态学极性与 代谢密切相关 。
本研究系国家自然科学基金资助课题 。
参 考 文 献
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