全 文 ：第 1 卷 第 4 期
1 9 8 8 年 8 月
林 业 科 学 研 究
FO R E ST R E SEA RCH
V o l
。
l , N o
。
4
A u g
. , 1 9 8 8
油桐属与石栗属叶绿体的核酸 、蛋白质
及 超 微结 构 的初 步 研究 ’
苏梦云 周国璋
(中国林业科学研 究院亚热 带林 业研究所 )
关健词 油桐属 , 石 朵属 ; 叶 绿体超微结构 , 核酸 , 蛋 白质
叶绿体超微结构是叶绿体形态和功能的重要内容之一 。 叶绿体除在光合作用中具有重要
的功能外 , 在高等植物细胞质遗传中 , 作为细胞器也具有重要的作用 。 据估计 , 叶绿体D N A
的信息量足以编码分子量 为4 0 0 0 道尔顿的多肤约 15 。一30 0个 t7 I。 不同种的叶绿体蛋白质 存
在差异 I’J。 不同品种的叶绿体显微结构也存在明显差异 〔‘] 。 前文 t。】已发现油桐属和石栗属在
叶片的核酸、 蛋白质以及叶绿素含量上存在明显差异 。 本文试图对该两属的叶绿休超微结构
及核酸和蛋白质含量进行比较研究 , 以提供进一步依据 。
一 、 材 料 与方 法
试验材料为培养在亚热带林业研究所温室内一年生千年桐V 。 , : , ‘ia o on t。。a L ou r 、三 年
桐 V e , 。i‘ia fo r d ii (H ems l. ) A ir y Sh a w 及石栗A le 。, ir。s 爪0 1: c c a , a (L . ) W illd . 苗 。 温室
温度为25 ℃ , 光照强度为2 5 0 0l x 。 取苗顶以下第 4 片和第 5 片成熟叶片作为试验分析材料 。
叶绿体制备 按刘柞 昌、 罗会馨方法 [ 2 1 。 从所取叶片上剪去主叶脉和叶基部的腺体 , 称
1 0 9
, 并加2 5 m l缓 冲 液 (som m o l/ L T ris 一H C I、 p H S . 峨、 o . 3 3m o l/ L 山 梨 醇、 lm m o l/ L
M g C I
: 、 Z m m o l/ L E D T A
、
4 m m o l/ L琉基乙醇 、 2 % (W / V )聚乙烯毗咯烷酮 ) 。 在组织捣
碎机中先中速匀浆10 5 , 再高速匀浆 2 次 , 每次 10 5 , 8 层纱布过滤。 滤液用 2 0 0 x g 离心
5 m in
, 取上清液再用 1 5 0 0 x g 离心 15 m in , 弃去上 清 液 , 将 沉 淀 悬 浮 在 50 m m ol / L 的
T r is 一H CI缓 冲 液 中 (p H s . 4 、 一m m o l/ L M g CI: 、 2 m m o l/ L E D T A 、 0 . 3 3 m o l/ L 山 梨
醇 ) , 并保存于冰箱中备用 。
R N A 含量测 定 吸取一定体积的叶绿体悬浮液 , 离心弃去上清液 , 基 本 按 B o n n er &
Z e e v a rt 〔吕J的方法 , 将离心沉淀物先用丙酮匀浆、 提取 、 离心 , 弃去丙酮提取液 , 再 用 9 5 %
乙醇于沸水浴提取 2 次 , 以除去醉溶性物质 。 残留物在冰浴中 用 5 % 的 三 氯 醋 酸 提 取 2
次 , 以除 去酸 i容性物质 。 再用 乙醇 : 乙醚(2 : 1) 提取 3 次 , 以除去 脂 类物质。 残留物在37 ℃
用O . 3 N 氢氧化钾水解16 h , 离心除去沉淀物。 上清液用高氧酸酸化至 p H 3 , 经离心 , 上 清
本文 于 1 9 8 8年 2 月 3 日收到 。
· 本所油桐组提供试验材料 , 浙江省侧试所徐翻 、 韦明芳 同志协助电倪工作 , 该此一并致谢。
4 期 苏梦云等 : 油桐属与石栗属叶绿体的核酸、 蛋白质及超微结构的初步研究 4 2 5
液定容后 , 用75 1型分光光度计于2 6 0 n m 和 340 n m 波长下测定光密度值 , 并计算 R N A 含量 。
D N A 含量测定 上述含有 D N A 的高氯酸钾沉淀 , 在 。℃下 , 用 5 %三氯醋酸 洗 涤 2
次 , 然后分别用乙醇和 乙醇 : 乙醚 (2 : 1 )洗去三氯醋酸 , 加入。。 S N 高氯酸后 , 在90 ℃下 保 温
10 m in
, 离心 , 上清液定容后 , 用 7 5 1型分光光度计于 26 8 n m 和 3 40 n m 波长下测定光密度
值 , 并计算D N A 的含量 。
蛋白质含量测 定 吸取一定体积的叶绿体悬浮液 , 离心 , 弃去上清液 , 脱色后加入 I N
氢氧化钠 , 于90 ℃提取 l h , 离心 , 收集提取液 , 洗涤 3 次 , 离心 , 合并提取 液 , 调 p H 至
中性 , 定容后按L o w r y方法“。1测定蛋白质含量 。
叶绿体超微切 片 取生长在试验温室中一年生苗展开的顶叶以下第 4 片 成 熟 叶 片 , 切
取叶片中部叶肉部分长 5 m m 、 宽 1 m m 的样块 , 投入 2 。5 % 戊二醛溶液中 , 进行真空渗入固
定。 然后用0 . 1 m ol / L磷酸缓冲液 (p H 7 . 4) 洗涤 , 再放入 2 %饿酸中 , 并于真空干燥器中抽
气固定。 经磷酸缓冲液冲洗后 , 按常规方法用不同浓度的乙醇脱水 , 环氧树脂包埋 , 在超薄
切片机上用玻璃刀切片 。 切片用 4 %醋酸双氧铀和柠檬酸铅复染 , 用电子透射显微镜观察 ,
并照相。
二 、 实 验 结 果
(一) 油桐属与石某属叶缘体超橄结构的比较
在油桐属与石栗属叶片的海绵组织细胞内 , 液泡较大 , 置于细胞的中央 , 细胞质和各种
细胞器都被挤到紧贴细胞壁处 , 发达的叶绿体沿细胞壁分布。 叶绿体具有复杂的膜系统 , 基
质内含有大型的淀粉颗粒 。 在供试两属的三种中 , 叶绿体均呈卵圆形 , 但在叶绿体的直径和
厚度上 , 两属存在差异(表 1 , 图版 工一 1 一 3 ) 。 油桐属叶绿体直径要比石栗属小 , 而厚度则
要比石栗属大。 从表 1 和图版 工一 4 一 6 还可以看出 , 石栗属叶绿体的片层较多 , 亲饿颗粒较
少 , 而油桐属两个种的叶绿体片层比较少 , 亲饿颗粒比较多。 在叶片所含的叶绿体数上 , 供
试的三个种是不同的 , 但属间并不表现差异 。
表 1 油桐月与石某属叶缘体超徽结构比较
叶绿体直径
(协m )
叶绿体厚度材 料 叶绿体数量
(m g / g 鲜重 ) (卜m )
油桐属 三年桐千年桐
5 9
。
1 1
1 1 6
.
2 8
约 4 . 3
约 4 . 7
约 1 . 9
约 1 . 9
·⋯ ⋯亲棘粒含· ⋯霆质暴电霎
塞 ⋯蒙重⋯馨交
; 栗属
{
石 二 { 9 8
.
1 0 1 约 5 . 0 } 约 1 . 6 } 较 多
(二 ) 油桐属与石某属叶绿体核酸和蛋白质含最的比较
油桐属与石栗属叶绿体核酸和蛋白质含量如表 2 , 在供试两属的三种 间, 蛋 白质含量上
存在一定的差异 , 但属间不表现明显差异 。 在D N A 和R N A 含量上 , 油桐属两个种的叶绿体
D N A和 R N A 含量要高于石栗属的石栗 , 而且 R NA / D N A 的比率也明显高于石栗属。
4 2 6
裹 2
林 业 科 学 研 究 l 卷
油桐属与石栗属叶绿体核酸和蛋白质含 , 比较
材 料
蛋 白 质 含 肚
(m g / g 鲜重 )
D N 入 含 皿
(件g / g 鲜皿 )
R N 八 含 址
(杯g / g 鲜亚 )
R N A / D N 入
油 桐 属
_三 年 洞
千 年 桐
7
.
11
17
.
15
2
.
4 1
1
.
34
67
.
77
3忿 . 62
2 8
.
1 2
艺4 。 3 !
三 、 讨 论
研究结果表明 , 油桐属与石栗属叶绿体的超微结构存在着差异 : 前者叶绿体较厚 , 片层
较少 , 基质区的电子透明度大 , 亲锹颗粒也较多 , 而后者叶绿体较薄 , 略长 , 片层较多 , 基
质 区的电子透明度较小 , 亲饿颗粒较少 。 在生物化学物质的含量上 , 油桐属的D N A 和 R N A
含量及R N A / D N A 的比率上明显高于石 栗属 。 这表明 , 该两属在解剖化学方面 也存在差 异 ,
可为H . K . A iry Sh a w [ 。}将油桐属与石栗属分开建立两个属提供新的证据 。
参 考 文 献
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〔s 〕Ilo n n e r , J . e t a l . , 19 6 2 , l屯ib o n u e le ic a c id s yn th e s is 111 t h e b u d o n e ss e n ti次 1 e o m P o n e n t o f
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[ 9 〕L o u r e ir o J . , 1 丁。n , Flo r 泣 C o e h in c h in e n s is Z : 5吕6 .
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4 期 苏梦云等 : 油桐属 与石栗属叶绿体的核酸 、蛋白质及超微结构的初步研究 427
A PR E LIMINAR Y ST UD Y ON C HLOR OPLAST NUCLE IC AC口D
PR OT E !N AND ULT R AST R UCTU R E OF 厂E R N IC IA
LO U R
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AND 月L E U R IT E S J. R . ET FO R ST
S u M e n g y u n Z h o u G u o z ha n g
(T 六e 刀e s e a r e h I n : t‘tu t e o j 习。乙tr o p fe o l F o r e str , C刀F -
A加 tt a C t
T his Pa p e r d e a ls w it h t h e e o n ten ts o f D N A
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R N A a nd P
r o te in o f e h lo r o P la s t
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s u ltr a st r u e tu r e fo r tw o sP e e ies o f V e , 尤ic ia a n d o n e sPe e ie s o f A le :‘r fre s
.
C hlo ro Plast s o f tw o g en e ra a re in sh aPe o f a n 馆 g , a n d in e o m Pa ris o n w it h
th a t o f A I尸u ; ite s , e hlo r o Pla s t o f V e r n ic ia 15 s h o rt a n d t h ie k . S tr o m a la m e lla
o f e hlo ro Pla st o f t h e fo r m er g en u s 15 les s th a n th a t o f th e la tte r o n e
.
T h e r e a re m a n y o sm io Philie g lo b u li in e hlo r o Pla st o f t h e fo r m e r g en u s b u t
o sm io P h ilie g lo b u li o f t h e la tte r g e n u s a r e n o t 5 0 a b u n da n t a s t h e fo r m e r o n e
.
T he r e 15 n o d iffer en e e o n e o n te n t o f e h lo r o Pla st P ro t ein b 改w e en V e r n ic ia a n d
A Ie翻 r ire s . B u t e hlo ro P la st D N A a n d R N A e o n t en t o f t h e fo rm e r a n d t h e ir
R N A / D N A ra t io a r e h ig h e r th a n t h o s e o f t h e la tter
。
V e r n ic ia L o u r
.
h a v e n o t
b e en a e e ePted fo r a lo n g tim e
,
b u t thes e e h a r a e t e rs o f e hlo ro Pla st u lt ra s tr u e tu r e
a n d r e s u lts o f b io e hem i
e a l ana lys is sh o w t h a t th er e 15 o b v io u s d iffe r enc e b改w een
V e , ”fc ia a n d A le u , ires , a nd
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