全 文 ：第 5 卷 第 3 期
1 9 9 2 年 6 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R E SE A R CH
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1 9 9 2
ZT
、
A BA等内源物质与杉木树龄
及其组培复壮的关系 ‘
费学谦 阀国宁 周立红
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 )
摘婆 对不同树龄的衫木嫩梢及其培养体中A BA 、 Z T 和单宁含量的变化作了分析测定。 结
果表明 : 在不同季节A B人 和单宁的含量均和树龄呈正相关。 三种年龄杉木的嫩梢中 A BA 含量的
年变化趋势基本相同 , 均以抽梢旺季较低 , 盛夏季节较高。 根据 A BA 水 平 , 组 培材料的采集应
在春梢生长旺季进行 。
采 自2 、 10 年生母本的外植体材料 , 经初代培养后 , Z T 含 量 均有明显上升 。 但在 2 年生母
本培养体中尤为明显 。 与此同时A B A 含量却大幅度下降。 经 4 次继代培养后两种材料中Z T 含量
均有所下降 , 且差异缩小 。 A B A 含量却出现回升 。 它们的消长与嫩梢增殖能力有关。
关甘词 杉木 组织培养 Z T A BA
树木营养繁殖的能力与细胞和组织的成熟度呈负相关 , 而同一个体不同器官和组织乃至
细胞间都存在着生理成熟度的差异 。 利用这种差异 , 通过组织培养的手段 , 可以诱发和选择
幼年性 , 达到复壮的目的 t‘, “] 。 这种成熟度的不同及其转化过程往往涉 及到体内生化物质的
变化。 一般认为衰老是植物体内或器官内激素调控作用发生变化的结果〔3 1。 为此 , 本文研究
了母本年龄及其外植体继代培养次数与内源 Z T 、 A B A 含量变化的关系 ; A B A 和单宁含量
在不同年龄杉木嫩梢中的年周期变化 , 其目的是对不同年龄母本外植体在组培形态发生过程
中的特异性以及为杉木组培采取原始外植体的最佳时期提供若干生化分析依据。
1 材料和方法
‘ 1 试验材料和培养
分别选 2 年生和 10 年生本地杉木实生植株 , 于五月初剪取当年生嫩梢 , 长 5 c m 左右 , 按
阔国宁的方法 I’1进行组织培养 , 每 3 个月进行继代培养 1 次。 分别取经初代培养 3 个月及继
代培养 4 次的嫩梢作各项测定。 母本树嫩梢测定样采自 2 、 10 年生及20 年生以上杉木 , 采集
方法与组培材料同。
1
.
2 Z T 和A BA 浏定
参考丁静山 、 袁朝兴L‘1等人的方法提取、 分离 , 用高压液相色谱仪定量 。
Z T 40 9 材料。 甲醇提取、石油醚萃取、P V P吸附、乙 酸 乙 醋 萃取、正丁醇萃取,
Se p ha d e x LH
一2 0柱、Se p 一p a k C , 。柱, H PLC 。
本文 于1 9 9 1年 6 月2 6 日收到 。
* 本研究 内容为中国林业科学研究 院科学基金课题 的一部分 。
林 业 科 学 研 究 5 卷
A B A 15 9 材料 , 甲醇提取、P V P吸附、乙酸乙醋萃取 , T LC , H PLco
T LC 条件 用硅胶G F 25 ‘铺板 , 1 05 ℃活化 。展开剂为异丙醇 : 正丁醇 : 氨水 : 水(2 : 6 : l : 2 ) 。
H PLC 条件 用IW a te r s 2 4 4 型高压液相色谱仪。 Z T 和 A BA 测定均使用 卜B o n d a p a k
C
: 。 柱。 流动相为甲醇 : 乙睛 :水( 2 : 2 : 6 ) , p H 3 . 1 0 , 流速 l . o m l/ m in 。 用 4 4 一型 紫外检测
器 , 波长2 54 n m 。 用7 30 数据处理机面积归一法定量 l“] 。
1
.
3 单宁侧定
取鲜样 2 9 , 用80 %甲醇提取后再用福林二丹尼斯试剂比色测定其含且 [ 7 10
2 结果和讨论
2
.
1 不同年龄杉木赚梢中 A B A 和单宁含t 的年周期变化
2
、
10 年生及20 年生以上杉木当年生新梢中A B A !含量的变化趋势基本相同。均在梢生长
旺盛的五月和九月下降 , 在休眠状态或生长缓慢的季节上升 。 其最高值出现在春秋 2 次生长
高峰之间的七月 。 此时正值刚刚进入高温、 千旱 、 梢生长停止的时期 。考虑到A BA 作为生长
抑制物质对形态发生和生长的负效应 , 组培材料的采集应在A BA 水平较低的生长旺季进行。
由于在秋梢生长阶段成年树嫩梢中A B A 含量仍处在较高的水平 , 而母本树又往往树龄较大 ,
所以采集工作最好在春梢生长旺季进行 , 这时不同年龄的母本中 A B A 含量均在较低水平。 除
了A B A 与 梢 生长的关系外 , 最引人注目的是不管在什么季节 , 其含量总是和树龄呈正相关
(图 1 )。 2 年生与20 年生以上的杉木相 比 , 在不同季节 , 后者的 A B A 含量比前者高出 2 成至
5
.
6倍不等。尽管差异幅度随季节变化 , 差异本身实际上却反映了成熟度的不同。 已有实验证
明 , A BA 和植物衰老有关 , 其作用可能是抑制了 R N A 的合成 , 进而抑制了蛋白质的合成【“】。
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采样日期 (月 · 日 )
图 1 不 问年龄衫木嫩梢中 、珍、含 服的年周期变化
. 2 3 . 4 5 · 4 7 · 心 9 · 3 1 1 一 3
采祥日期 (月 · 日)
田 2 不同 年龄衫木嫩梢中单宁含盆的年周期变化
3 期 费学谦等 : Z T 、 人 BA 等内源物质与衫木树龄及其组培复壮的关系
单宁 属于一类复杂的酚类化合物 , 它的季节变化趋势与 A B A 不同, 看不出它的含量变化
与梢生长的关系。 但它的含量在不 同季节基本上也是20 年生以上> 10 年 生> 1 ~ 2 年 生(图
2 )
。有报道说这类物质随着树木的成熟和衰老 , 往往沉积在心材中[ . ] 。 在这里试材虽然是新
梢 , 但它的含量基本上也反映了杉木植株的成熟度。 尚不知它仅仅是一种代谢产物还是在生
理上起抑制作用的物质。 然而作为酚类物质 , 对组培效率会有一定影响 。
2
.
2 组培过程中zT 、 A BA和单宁含量的变化
从表 1 可以看出 , Z T 、 A BA 和 单宁含量在培养过 程中发生了明显 变化 。 我们选取了
1 990 年 5 月 4 日采集的样品作为母本材料 , 经过 3 个月初代培养 , 不同年龄的原始外植体材
料中 Z T 含量均大量增加 , 其中 2 年生幼龄材料增加尤为明显 。 它比其母本材料增加 了 1 . 9
倍 。这反映出幼龄植株材料的生理活动旺盛 , 且使得 10 年生和 2 年生材料间 Z T 含量的差异从
原来的 8 成增加到 2 . 6 倍。 与此同时 , 两种材料中 A B A 含量急骤下降 , 10 年生材料下降了
4
.
7倍 , 而 2 年生材料培养体中测不到 A BA 。 但经过 4 次继代培养后 A B A 含量有较大增加 ,
表 1 组培前后Z T 、 ABA和单宁含t 的差异
母 本 材 料 初代培养材料 继代 培养材料
项 目 — — —10 年生 2 年生 10 年生 2 年生 1Q 年生 2 年生Z T (n g / g ) 16 0 . 0 2 9 0 . 0 2 3 7 . 6 5 5 1 . 5 1 5 0 . 3 1 72 0A BA (n g / g ) 3 75 . 3 3 3 6 . 3 6 5 . 6 0 2 6 2 . 4 1 6 4 . 0单 宁(% ) 2 . 3 3 1 . 4 1 1 . 0 7 0 . 55 D . 4 7 0 . 45而 Z T 含量均有下降。 与初代培养材料相比 , 这两种不同龄级的培养体之间Z T 含量的差异明
显缩小 , 2 年生材料比10 年生材料只高出1 . 4成 。就组培过程中嫩梢增殖情况看 , 2 年生母本
外植体初代培养时 的嫩梢数及茁壮度明显优于10 年生外植体 , 继代培养后增殖能力均下降 ,
但趋于接近 !’]。 从这里可以发现 , Z T 含 量的消长与嫩梢增殖能力的变化基本上是平行的 ,
而A BA 与之呈负相关 。 这说明了Z T 在诱发嫩梢形态发生与增殖方面所起的重要作用 。 也从
内源激素含量的变化上证实了继代培养对来自成龄母本外植体所起的相对恢复动态的作用 ,
国内外在研究叶片衰老的激素控制时也有类似的结论工’。’“ ] 。 J . B 。 Z aer r[ “l等 人 认为在组
织培养中使用的B A类人工激素在组织中可能引起象 Z T 这样的天然激素产生 , 从而通过一个
天然激素体系 , 诱导了器官发生。
单宁含量在组织培养过程中降幅很大。 4 次继代培养后两种材料中趋于基本一致 , 但和
嫩梢增殖能力似乎关系不大 , 至少在多次继代培养后已对嫩梢增殖数没有大的影响 。
以上结果表明 , Z T 和A B A 对于培养体的嫩梢增殖能力起着重要作用 , 通过在特殊环境
中的培养 , 它们在培养体中的含量及其调节能力发生了变化, 使培养体的幼态性状得到了诱
导 , 增殖能力增强 , 而在长期继代培养后又向负调节方向发展 , 表现为嫩梢增殖量和壮梢的
减少。 这可能涉及到在培养体的作用下 , 培养基中的调节物质、 培养成份的变化及外植体母
本中因有物质的消失等因素 , 并不是简单地等同于野外植株的成熟或老化。
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