全 文 ：植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月 53
葡萄胚胎发育与败育过程中胚珠的多胺含量变化
郭印山，郭修武*，张海娥
沈阳农业大学园艺学院，沈阳 110161
提要：花后 40~60 d 期间，种子败育型无核葡萄胚珠的 3 种多胺含量明显低于有核葡萄，据此认为无核葡萄胚珠中多胺
含量急剧下降和较低的多胺水平可能是导致葡萄胚胎败育的重要原因。(Spd+Spm)/Put和Spm/PAs比值变化与葡萄胚胎发
育密切相关，较低的比值不利于胚胎的正常分化。
关键词：葡萄；胚珠；多胺；胚胎发育；胚胎败育
Changes in Polyamine Contents of Ovules during Grape (Vitis vinifera L.)
Embryo Development and Abortion
GUO Yin-Shan, GUO Xiu-Wu*, ZHANG Hai-E
College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China
Abstract: This study was carried on the changes in polyamine contents of ovules during grape embryo devel-
opment and abortion. The results showed that three kinds of polyamine in seedless grape ovules were obviously
lower than those of seeded grape ovules in 40-60 d after anthesis. The quick decrease and lower level
of polyamine contents in seedless grape ovules might be the important factor that caused grape embryo abortion.
The ratios of (Spd+Spm)/Put and Spm/PAs closely related with grape embryo development, and low ratio was
disadvantageous to embryo differentiation.
Key words: grape (Vitis vinifera); ovule; polyamine; embryo development; embryo abortion
收稿 2006-09-18 修定 　2007-01-04
资助 辽宁省自然科学基金(20032085)和沈阳农业大学青年教
师科研基金(200426)。
*通讯作者(E-mail：guoxw1959@163.com；Tel：024-
88487147)。
无核葡萄是国际上葡萄生产和消费的重要发
展方向，因此，无核葡萄的育种遂成为当今葡萄
育种的主要目标。在无核葡萄育种中，人们采用
胚挽救技术取得了重大进展，但关于种子败育型
无核葡萄胚败育机制的研究却少有报道，查明其
胚败育机制，将有助于提高无核葡萄的育种效
率，同时对葡萄的无核化生产也有一定的指导意
义。长期以来，葡萄胚胎发育与败育的研究大多
集中于细胞学的观察与描述，而对其中生理生化
机制的研究较少。多胺是一类植物生理活性物
质，与细胞分裂、开花结果、胚胎发育、生长
和休眠以及衰老等生命活动密切相关( 周俊义
1995；Shoeb 等 2001)。多胺和植物胚胎发育与
败育关系在水稻(郭枫和唐锡华1990)、玉米(张风
路等1999)、荔枝(陈伟和吕柳新2000)、龙眼(梁
文裕和陈伟 2005)和体细胞胚(崔凯荣和戴若兰
2000)研究中已多有报道，但在葡萄胚胎败育中尚
未见报道。为此，本文以胚胎发育状况不同的 2
个葡萄品种为试材，检测其在胚胎不同发育阶段
的胚珠中多胺含量变化，探讨多胺与葡萄胚胎发
育及败育的关系。
材料与方法
葡萄(Vitis vinifera L.)品种为‘巨峰’(胚胎
发育正常)和‘金星无核’(假单性结实型)，种植
在本校葡萄试验园内，选用生长和结果正常的五
年生、花期基本一致的植株各 5 株。于盛花后，
每隔10~15 d采集发育正常的果实，立即在低温下
剥离胚珠；‘金星无核’的胚珠于花后 50 d 进行
胚挽救培养，取培养 30 和 60 d 的发育胚珠，以
液氮处理后保存于 -70 ℃低温冰箱中，测定前于
-50 ℃下真空冻干，粉碎后作测定用。
内源多胺的提取及测定参照王广鹏等(2005)文
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中的方法并加以改进。具体方法是：称取100 mg
细样粉，置于 10 mL 离心管中，加入 4 mL 预冷
的 5% 高氯酸，加冰后以超声波仪(300 W，28
kHz)超声 10 min，并于冰浴中浸提 1 h 后，于
4 ℃下以16 099.2×g离心30 min。取0.5 mL上清
液放入另1支 10 mL离心管中，加入7 µL 苯甲酰
氯，再加入 1 mL 2 mo1·L-1 的 NaOH，涡旋混合
30 s，放在 37 ℃水浴锅中酰化 20 min。酰化液
分别加入 2 mL 饱和 NaCl 溶液和 2 mL 乙醚，震
荡后再以16 099.2×g 离心5 min。取 1.5 mL醚相
于 DNA 浓缩仪中干燥(约 15 min)。用 400 µL 流
动相涡旋溶解后过0.45 mm滤膜，取10 µL 进样。
以 Waters 510 高效液相色谱仪测定，条件为：
Luna C18 柱，250 mm×4.6 mm；Waters 2487 紫
外检测器，检测波长 230 nm 的变化；流动相为
甲醇:水(60:40，V/V)，流速1.0 mL·min-1。N2000
色谱工作站(浙江大学)采集处理数据，外标法保
留时间定性。腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺
(Spm)标准样品购自Sigma公司，以酰化后的样品
绘制标准曲线。样品由河北农林科学院昌黎果树
研究所测定。
实验结果
1 葡萄胚胎发育过程中胚珠的多胺含量变化
从表 1 可以看出，(1)‘巨峰’在花后 10 d 的
多胺含量达到顶峰，以后急剧下降，花后40 d 左
右又有一个高峰，之后平稳下降，果实成熟时下
降至最低。‘金星无核’葡萄在花后即急剧上
升，花后 20 d 的多胺总量达到高峰，之后下降，
花后30~40 d的下降幅度最大，50~60 d 期间稳定
在较低水平上。这些显示在胚珠发育前期，无核
葡萄与有核葡萄都有一个多胺含量的快速增长过
程，‘巨峰’到达顶峰的时间早于‘金星无
核’。并且有核葡萄‘巨峰’在花后 4 0 d 左右
的多胺含量有一个回升，而无核葡萄‘金星无
核’则无。从花后 4 0 d 以后，‘巨峰’的多胺
总量远远高于‘金星无核’，为其 3 ~ 3 . 3 8 倍。
但后者以胚珠培养之后，其多胺总量大大上升，
可与前者相当。
(2)从 Put 含量来看，在花后 10 d，‘巨峰’
胚珠内含量极低，甚至检测不到，10 d 以后缓慢
上升，花后40 d 时含量达到最高，之后下降，花
后75 d 又有回升。而‘金星无核’Put 含量在花
后20 d 急剧升高至顶峰，之后又急剧下降，花后
60 d 时达到最低水平。花后 30 d，‘巨峰’胚
珠中 P u t 含量低于‘金星无核’，之后‘巨峰’
胚珠中 P u t 含量则高于‘金星无核’。
(3)‘巨峰’Spd 含量在花后 10 d 即达到最
高，之后急剧下降，40 d 时又小幅回升，后又
缓慢下降。而‘金星无核’S p d 含量则到花后
20 d 达到最高，并延续到花后30 d，之后急剧下
降，花后 60 d 时达到最低水平。
(4)‘巨峰’胚珠中 Spm 含量初期极低，接
着上升，花后 30 d 到达顶峰后再缓慢下降。前
表1 葡萄胚胎发育过程中胚珠的多胺含量变化
Table 1 Changes in polyamine contents of ovules of grape during grape embryo development
nmol.g-1 (DW)
花后时间/d
多胺 品种
10 20 30 40 50 60 75 100
Put ‘ 巨峰 ’ — 2.24 2.24 2.72 1.26 1.44 4.16 —
‘金星无核’ 2.72 13.12 8.96 1.76 1.12 0.96 2.40* 3.20**
Spd ‘ 巨峰 ’ 38.24 2.88 2.40 4.64 2.08 1.44 1.76 0.48
‘金星无核’ 4.64 12.32 12.00 1.28 0.80 0.80 1.44 2.08
S p m ‘ 巨峰 ’ — 3.36 4.32 4.00 3.52 2.88 0.80 —
‘金星无核’ 3.36 4.64 0.71 0.32 0.16 0.16 1.44 2.24
PAs ‘ 巨峰 ’ 38.24 8.48 8.96 11.36 6.86 5.76 6.72 0.48
‘金星无核’ 10.72 30.08 21.67 3.36 2.08 1.92 5.28 7.52
* 和 ** 为‘金星无核’胚挽救培养 30 和 60 d 的胚珠。
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期‘金星无核’S p m 含量变化趋势与‘巨峰’
相似，花后 20 d 达到顶峰，之后持续下降，下
降幅度远大于‘巨峰’。
总之，无核葡萄胚珠在适宜时期经过胚挽救
培养后，能够显著增加 3 种多胺含量及多胺总
量，达到与有核葡萄相近的水平。在花后40 d前
后，无核葡萄‘金星无核’胚珠中 3 种多胺含
量均急剧下降，之后含量远低于有核葡萄‘巨
峰’。一般来说，此期是葡萄胚胎发育的关键时
期，说明多胺与葡萄胚胎发育密切相关，多胺含
量急剧下降可能是胚胎败育的原因。
2 葡萄胚胎发育过程中胚珠的2种多胺比值变化
图 1 和图 2 显示：葡萄胚珠发育的第 20~60
天，(Spd+Spm)/Put和 Spm/PAs的 2个比值均是胚
胎发育正常者‘巨峰’大于胚胎败育者‘金星
无核’，无核葡萄经胚挽救培养后，Spm 比例也
得到显著提高。因此，说明两者比值变化可能与
葡萄胚珠发育密切相关，两者比值高有利于胚珠
发育，反之则不利于胚珠发育。
讨 论
一般来说，葡萄合子形成后而进入休眠，在
盛花后 15~20 d 开始分裂，形成原胚，之后经历
多细胞胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚阶段，
最后发育为成熟胚(董晓玲 1990；王晶和罗国光
1996)。假单性结实无核葡萄胚的早期发育与有核
葡萄经历相同的胚发育阶段，但在发育中途则因
遗传或生理原因停止发育而败育。本文结果表
明，在胚胎发育前期，‘巨峰’与‘金星无核’
葡萄胚珠中多胺含量都出现一高峰，显示较高含
量的多胺可能促进葡萄胚胎的发生与发育；也说
明假单性结实型无核葡萄的胚胎早期发育是正常
的。但在花后 30~40 d，‘巨峰’葡萄胚珠中多
胺含量有一个回升过程，而‘金星无核’则无，
之后‘巨峰’胚珠中的 3 种多胺含量和多胺总量
都高于‘金星无核’。这正是葡萄果实发育的第
二时期开始，胚胎加速发育，种皮硬化，有核
葡萄‘巨峰’胚珠中的高含量多胺对胚、胚乳
和种皮的分裂以及发育可能有促进作用。
多胺比值变化在胚胎发育过程中也有意义。
陈伟和吕柳新(2000)报道，在荔枝败育胚珠中，
尤其是在胚胎败育期间，Spd 和 Spm 含量的下降
速度比正常胚珠快得多，(Spd+Spm)/Put 和 Spm/
PAs 比值都最低。梁文裕和陈伟(2005)在龙眼败
育胚珠中也见到相似的现象。本文中花后20~60 d
期间，‘巨峰’胚珠中(Spd+Spm)/Put 和 Spm/PAs
比值远高于‘金星无核’胚珠，这显示较低的
多胺比值不利于胚胎的正常分化，因而导致无核
葡萄胚胎败育。据此认为，葡萄胚胎的正常分化
是各种多胺之间相互作用和动态平衡之果。
参考文献
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崔凯荣, 戴若兰(2000). 植物体细胞胚发生的分子生物学. 北京:
图1 葡萄胚胎发育过程中胚珠的(Spd+Spm)/Put比值变化
Fig.1 Change in (Spd+Spm)/Put ratio of ovules
during grape embryo development
图2 葡萄胚胎发育过程中胚珠的Spm/PAs比值变化
Fig.2 Change in Spm/PAs ratio of ovules
during grape embryo development
植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月56
科学出版社
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郭枫, 唐锡华(1990). 水稻胚与胚乳分化发育中的内源多胺. 植
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王广鹏, 张新忠, 常瑞峰, 李春敏, 束怀瑞(2005). 葡萄实生树阶
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王晶, 罗国光(1996). 巨峰葡萄胚和胚乳的发育. 园艺学报, 23 (2):
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