全 文 ：林业科学研究　2006, 19 (4) : 488～490
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2006) 0420488203
高浓度 62BA诱导酸樱桃苗的玻璃化苗内源激素含量变化
高红兵 , 唐晓杰 , 孟庆繁
(北华大学林学院 ,吉林 吉林市 , 132013)
摘要 :研究了培养基中不同浓度 62BA对酸樱桃组培苗玻璃化率及内源激素含量的影响 ,利用酶联免疫吸附分析法
测定正常苗与玻璃化苗愈伤组织和芽中 IAA、GA3和 ZR含量。结果表明 :高浓度 62BA导致组培苗玻璃化 ,当培养
基中 62BA浓度为 015 mg·L - 1时 ,组培苗未出现玻璃化苗 ;当培养基中 62BA浓度为 310 mg·L - 1时 ,组培苗玻璃化
率高达 95%。通过玻璃化苗和正常苗内源激素比较发现 ,玻璃化苗愈伤组织 IAA和 GA3含量明显高于正常苗愈伤
组织中 IAA和 GA3含量 , ZR含量基本相等 ;玻璃化苗芽中 ZR含量远远低于正常苗中 ZR含量 ,而 IAA和 GA3含量
基本不变 ,高浓度 62BA导致组培苗内源激素比例失调发生玻璃化。
关键词 :组织培养 ;玻璃化 ; 62BA; IAA; GA3 ; ZR;酸樱桃
中图分类号 : S72213 + 文献标识码 : A
收稿日期 : 2005208210
基金项目 : 吉林省科技厅资助项目 (2001022421)“吉林省主要经济、生态林树种引进选育研究—唐棣、酸樱桃优良品种引进及扩繁技
术”
作者简介 : 高红兵 (1962—) ,男 ,副教授。主要研究方向 :植物生理。电话 : 043224640262, Email: gao2hongbing@163. com
Effect of H igh L evel of 62BA on the Endogenous Horm ones L evel Changes in
the V itr if ica tion Seedling of P runus cerasus
GAO Hong2bing, TANG X iao2jie, M ENG Q ing2fan
( Forestry College of Beihua University , J ilin City　132013, J ilin, China)
Abstact: This paper studied the effects of different levels of 62BA on the vitrification rate of Prunus cerasus and the changes
of endogenous hormones level, determ ined endogenous hormones content in the buds and callus by EnZRyme2linked Immu2
nosorbent A ssays. The results showed that the high level of 62BA would raise the vitrification rate; as 62BA content was 015
mg·L21 , the vitrification rate was 0, as 62BA content added to 310 mg·L - 1 , the vitrification rate was 95%. In callus of the
vitrification seedling, IAA and GA3 level were higher than that of the normal seedling, ZR content was the same; In buds of
the vitrification seedling, ZR level was lower than that of the normal seedling, IAA and GA3 contents were equal. The high
level of 62BA would cause the dislocation of the endogenous hormones rate in the vitrification seedling.
Key words: tissue culture; vitrification; 62BA; IAA; GA3 ; ZR; P runus cerasus
20世纪 30年代发展起来的组织培养技术经过
几十年的探索 ,已经在林业、园林生产上得到广泛应
用。但是 ,试管苗玻璃化现象严重降低组织培养的
效率 ,造成人力、物力和财力的极大浪费 ,成为当今
组织培养技术工业化生产的一大障碍。自 1981年
Debergh首先提出“玻璃化作用 ”的概念以来 ,探讨
组培苗玻璃化原因的报道较多 ,组培苗培养过程中
湿度、温度和光照都会导致组培苗玻璃化 [ 1～5 ] ,实验
表明培养基中 62BA浓度是影响试管苗玻璃化的一
个重要原因 [ 6～8 ] ,其作用机理还不清楚。
酸樱桃 ( P runus cerasus L. )是蔷薇科 (Rosaceae)
李属 ( Prunus L. )经济树木。在国外是园林绿化和
美化的观赏树种。笔者于 1999年末从加拿大引进
优良品种 ,利用组织培养技术对酸樱桃快速繁殖技
第 4期 高红兵等 :高浓度 62BA诱导酸樱桃苗的玻璃化苗内源激素含量变化
术进行研究发现 :培养基中 62BA浓度与组培苗玻璃
化率密切相关。因此 ,我们利用酶联免疫吸附法测
定正常苗和玻璃化苗不同部位内源激素 IAA、ZR和
GA3含量变化 ,从植物激素角度了解 62BA导致试管
苗玻璃化的原因。
1　材料与方法
111 材料
供试材料为 3年生酸樱桃苗木。
112 外植体的准备
外植体从栽植 3年生苗木上剪取当年生萌动芽
孢 ,用自来水加一滴洗洁精水溶液清洗材料表面的
灰尘 ,再用自来水冲洗材料表面的洗洁精溶液。在
超净工作台上用 011% HgCl2表面消毒 8 m in,后用无
菌水冲洗接种材料 4～5次。
113 培养基
以 MS作为基本培养基 ,分别加入 011 mg·L - 1
IBA和不同质量浓度的 62苄基氨基腺嘌呤 (62BA)。
114 培养条件
外植体接种后置于培养室内培养 ,培养温度 23
～28 ℃。每日光照 10 h,光照强度 1 800～2 000 lx,
培养 30 d后取样进行植物激素测定。
115 激素提取、纯化和定量测定
称取 015～110 g新鲜植物材料 ,用液氮速冻后
保存在 - 20 ℃的低温冰箱中 ,加样品提取液 ( 80%
甲醇内含 1 mmol·L - 1二叔丁基对甲苯酚 ) ,在冰浴
下研磨成匀浆 ,转入试管中 ,摇匀后放置在 4 ℃冰箱
中。4 ℃下提取 12 h, 1 000 g离心 15 m in, 取上清
液。上清液过 C218固相萃取柱 (纯化 )。具体步骤
是 : 80%甲醇平衡柱 →上样 →收集样品 →移开样品
后用 100%甲醇洗柱 →100%乙醚洗柱 →100%甲醇
洗柱 →循环。将过柱后的样品转入离心管中 ,用氮
气吹干 ,除去提取液中的甲醇 ,定溶。利用酶联免疫
吸附法测定植物激素含量。
116　试验处理
试验设 3个处理 , MS + 011 mg·L - 1 IBA +
015 mg·L - 1 62BA (处理 1 ) ; MS + 011 mg·L - 1
IBA + 115 mg·L - 1 62BA (处理 2) ;MS + 011 mg·
L - 1 IBA + 310 mg·L - 1 62BA (处理 3)。
2　结果与分析
211 62BA对酸樱桃组培苗玻璃化率的影响
不同质量浓度 62BA对组培苗玻璃化率的影响
见表 1。从表 1得出 :当培养基中 62BA质量浓度为
015 mg·L - 1 ,组培苗玻璃化率为 0; 62BA质量浓度
为 115 mg·L - 1 ,组培苗玻璃化率为 10% ; 62BA质
量浓度为 310 mg·L - 1 ,组培苗玻璃化率高达 95% ;
说明组培苗玻璃化率与培养基中 62BA含量成正相
关。处理 1、处理 2和处理 3的愈伤组织体积分别为
01057㎝ 3、01415㎝ 3和 11188㎝ 3 ,其原因是 62BA促
进植物细胞的分裂 ,使愈伤组织发达。
表 1 不同处理酸樱桃组培苗玻璃化率与愈伤组织生长状况
处理
培养
瓶数
玻璃化
瓶数
玻璃化
率 /%
愈伤组织发育状况 / cm
长 宽 高
1 60 0 0 0142 0138 0136
2 60 6 10 0195 0178 0156
3 60 57 95 1132 1120 0175
212 内源激素 IAA、GA3和 ZR含量的变化
我们分别测定了处理 1中正常苗和处理 3玻璃
化苗中内源 IAA、GA3和 ZR的含量 ,其结果见表 2。
表 2 玻璃化苗与正常苗内源激素含量
处理 测定部位
内源激素含量 / ( ng·g - 1 )
IAA GA3 ZR
1 正常苗愈伤组织 372145 130122 250160
正常苗芽 187157 124143 253171
3 玻璃化苗愈伤组织 514165 506182 264191
玻璃化苗芽 191183 130134 62152
21211 内源 IAA含量的变化 正常苗愈伤组织内
源 IAA含量为 372145 ng·g- 1 ,芽中为 187157 ng·
g- 1 ,愈伤组织中 IAA与芽中 IAA量比约为 2 ∶1;玻
璃化苗愈伤组织中 IAA含量高达 514165 ng·g- 1 ,芽
中 IAA含量为 191183 ng·g- 1 ,二者比约为 2168 ∶1,
正常苗与玻璃化苗芽中 IAA含量基本相等 ,而玻璃化
苗与正常苗愈伤组织 IAA含量比为 1138 ∶1。
21212 内源 GA3含量的变化 正常苗愈伤组织内
源 GA3含量为 130122 ng·g- 1 ,芽中为 124143 ng·
g- 1 ,二者比例约为 1 ∶1,玻璃化苗愈伤组织中 GA3
含量高达 506182 ng·g- 1 ,芽中 GA3含量为 130134
ng·g- 1 ,二者比例为 3189 ∶1,玻璃化苗与正常苗
芽中 GA3含量比约为 1 ∶1。而玻璃化苗愈伤组织
与正常苗愈伤组织中 GA3含量比为 3189 ∶1。
21213 内源 ZR含量的变化 正常苗愈伤组织和
芽中 ZR 含量 ,分别为 250160 ng· g- 1和 253171
ng·g- 1 ,二者含量比约为 1 ∶1,玻璃化苗愈伤组织
和芽中 ZR 含量分别为 264191 ng· g- 1和 62152
ng·g- 1 ,二者含量比为 4124 ∶1,玻璃化苗与正常
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林 　业 　科 　学 　研 　究 第 19卷
苗愈伤组织中 ZR比约为 1 ∶1,而玻璃化苗与正常
苗芽中 ZR含量比为 0125 ∶1。
3 小结与讨论
(1)正常苗的愈伤组织中 IAA 和 GA3与芽中
IAA和 GA3含量比分别为 2倍和 1倍 ,而玻璃化苗
的愈伤组织中 IAA和 GA3与芽中 IAA和 GA3含量比
分别 2168倍和 3189倍 ;玻璃化苗愈伤组织中 IAA
和 GA3的绝对含量高于正常苗愈伤组织。玻璃化苗
愈伤组织中 IAA和 GA3的绝对含量是正常苗愈伤组
织 IAA和 GA3含量的 1138倍和 3189倍。造成上述
现象的原因是培养基中高浓度 62BA。施用外源生
长调节剂可以改变内源激素水平 , Centeno等 [ 9 ]将
在基本培养基中培养 7 d的猕猴桃 (A ctin id ia sp. )转
移至含 212μmol·L - 1 BA 和 0127μmol·L - 1 NAA
培养基上 ,叶柄内源激素水平发生显著变化 ,内源
IAA含量表现为顶端低而基部高的特征 ,与酸樱桃
玻璃化苗芽中 IAA含量低于愈伤组织中含量结果一
致。从表 1可以看出 :玻璃化苗 (处理 3)的愈伤组
织非常发达 ,其体积为 11188 cm3 ,是正常苗 (处理
1)愈伤组织体积的 20倍。愈伤组织细胞分裂是合
成内源激素的场所 ,高浓度 62BA导致愈伤组织的徒
长 ,而愈伤组织徒长是造成其中内源激素 IAA、GA3
含量高的原因。
(2)玻璃化苗愈伤组织中 ZR含量与正常苗愈
伤组织中含量基本相等 ,而玻璃化苗芽中 ZR的含
量远远低于正常苗中 ZR 的含量 , ZR 含量比为
0125 ∶1。Barendse等 [ 10 ]在烟草 (N icotiana tabacum
L. )组织培养中发现 , 62BA进入植物体内一部分转
化为核苷 ;有关外源 62BA对内源细胞分裂素含量变
化影响研究报道极少 ,而且试验结果各不相同 , Cen2
teno等 [ 9 ]认为 :在猕猴桃组织培养中 ,外源 62BA导
致猕猴桃叶柄中内源玉米素类细胞分裂素大幅下
降 ;而 Van den Ende等 [ 11 ]在烟草组织培养中外源
62BA导致内源 ZR含量增加。酸樱桃玻璃化苗芽中
ZR含量降低其原因可能是外源高浓度的 62BA影响
了内源 ZR的合成 ,但这一结论有待进一步试验证
明。由此可见 ,高浓度 62BA导致玻璃化苗内源激素
比例失调。国外一些学者对植物玻璃苗与正常苗形
态解剖结构比较发现 , 二者之间存在较大差
异 [ 11～13 ] ,如 :叶表缺少角质层蜡质 ;微管束发育不
全 ;不具有栅栏组织等 ;这一现象可能与内源激素比
例失调有关。
通过上述试验可以得出如下结论 : ( 1 )培养基
中 62BA的浓度与酸樱桃组培苗愈伤组织发达程度
和玻璃化率密切相关 ,随着 62BA浓度的增加 ,愈伤
组织越发达 ,当 62BA 浓度达到 310 mg·L - 1以上
时 ,玻璃化率高达 95%。 ( 2)通过正常苗与玻璃化
苗内源激素含量比较发现 ,高浓度 62BA加大玻璃化
苗愈伤组织中内源激素与芽中内源激素含量的比
值 ,提高了玻璃化苗愈伤组织 IAA和 GA3含量 ,降低
了玻璃化苗芽中 ZR含量 ,最终导致组培苗内源激
素比例失调 ,所以笔者认为 :内源激素比例失调是产
生玻璃化现象的重要原因之一。
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