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PROTEINS ASSOCIATED WITH CALLUS PROLIFERATION AND ADVENTITIOUS BUD DIFFERENTIATION OF POPULUS EUPHRATICA

胡杨愈伤组织继代增殖和器官发生中蛋白分子标记的研究


利用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和等电聚焦双向电泳(IEF/2D)对胡杨不同类型愈伤组织和愈伤组织分化不定芽过程中表达的蛋白进行了研究。发现:不同类型愈伤组织中表达的蛋白存在着明显的差异。在光照和培养基中BA/NAA值为1时诱导产生的有极强器官发生能力的茎基愈伤组织,其蛋白组分明显地少于经过继代培养、器官发生能力明显下降的愈伤组织,表明了茎基愈伤组织本身分化程度低。实验获得了不同类型愈伤组织和愈伤组织分化不定芽过程中不同阶段所表达的特异蛋白,表现为经过黑暗和培养基中BA/NAA值为0.5的继代增殖培养,愈伤组织产生了特异的24.5kDa和58.6kDa的标记蛋白带,并且也表达了其器官发生时表达的19kDa和31kDa蛋白带。茎基愈伤组织在光照和BA NAA值为0.5的条件下进行器官发生诱导并且随着愈伤组织形成分生细胞团块和不定芽原基,明显地表达了20kDa和5 5kDa蛋白带,在20kDa蛋白带中含有pI为5.5~6.5的特异蛋白。pI为6.5~7.5的43kDa为不定芽发生前期表达的特异蛋白。文中就愈伤组织器官发生能力与其表达蛋白的关系进行了讨论。

The changes in protein patterns were monitored with SDS PAGE and IEF/2D during callus proliferation and adventitious bud differentiation of Populus euphratica. The results showed callus differentiation potential was closely related to its expressed proteins. Callus induced from shoot bases on the medium with the ratio of BA to NAA 1 under light, had a high differentiation capability, and expressed less sorts of proteins than those being subcultured, indicating its differentation degree was lower. Marker proteins for different kinds of calli and different phases of callus differentiation were identified. Two subculture specific markers protein bands, 24.5 kDa and 58.6 kDa, were observed in callus proliferated in dark on the medium with the rate of BA to NAA 0.5. Meanwhile, the 19 kDa and 31 kDa protein bands that expressed during callus differentation were also found in the subcultured callus, suggesting that gradual loss of organogenesis ability of the subcultured callus may be contributed to the increasing of its differentiation. When the callus induced from shoot bases was cultured on the regeneration medium with the ratio of BA to NAA 0.5 under light, it firstly differentiated into a few smaller green meristematic islands in its surface layer, then adventitious shoot primordial from the islands. Two protein bands of 20 kDa and 55?kDa, as distinctive differentiation markers, expressed obviously in the differentiated callus. The 20 kDa protein with pI of 5.5~6.5 was specific to callus differentiation. A 43 kDa protein with pI of 6.5~7.5 generated during the early stage of differentiation. The relation between callus organogenesis potential and its expressed proteins was discussed.


全 文 :第 v{卷 第 v期
u s s u年 x 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1v{ o‘²1v
¤¼ou s s u
胡杨愈伤组织继代增殖和器官发生中
蛋白分子标记的研究 3
谷瑞升tl
k中国科学院植物研究所 北京 tsss|vl
蒋湘宁vl
k北京林业大学森林生物学中心 北京 tsss{vl
裴 东ul
k中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 利用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳k≥⁄≥2°„Š∞l和等电聚焦双向电泳kŒ∞ƒΠu⁄l对胡杨不同类
型愈伤组织和愈伤组织分化不定芽过程中表达的蛋白进行了研究 ∀发现 }不同类型愈伤组织中表达的蛋白存
在着明显的差异 ∀在光照和培养基中 …„Π‘„„值为 t时诱导产生的有极强器官发生能力的茎基愈伤组织 o其
蛋白组分明显地少于经过继代培养 !器官发生能力明显下降的愈伤组织 o表明了茎基愈伤组织本身分化程度
低 ∀实验获得了不同类型愈伤组织和愈伤组织分化不定芽过程中不同阶段所表达的特异蛋白 o表现为经过黑
暗和培养基中 …„Π‘„„值为 s1x的继代增殖培养 o愈伤组织产生了特异的 uw1x ®⁄¤和 x{1y®⁄¤的标记蛋白带 o
并且也表达了其器官发生时表达的 t| ®⁄¤和 vt ®⁄¤蛋白带 ∀茎基愈伤组织在光照和 …„Π‘„„值为 s1x的条
件下进行器官发生诱导并且随着愈伤组织形成分生细胞团块和不定芽原基 o明显地表达了 us ®⁄¤和 xx ®⁄¤
蛋白带 o在 us ®⁄¤蛋白带中含有 πΙ为 x1x ∗ y1x的特异蛋白 ∀ πΙ为 y1x ∗ z1x的 wv ®⁄¤为不定芽发生前期表达
的特异蛋白 ∀文中就愈伤组织器官发生能力与其表达蛋白的关系进行了讨论 ∀
关键词 } 胡杨 o标记蛋白 o愈伤组织增殖 o不定芽分化
收稿日期 }usss2tu2uz ∀
基金项目 }国家教委优秀青年教师基金资助课题 ∀
3 蒋湘宁为通讯作者 ∀tl !ul !vl为作者排序 ∀
ΠΡ ΟΤΕΙΝΣ ΑΣΣΟΧΙΑΤΕ∆ ΩΙΤΗ ΧΑΛΛΥΣ ΠΡ ΟΛΙΦΕΡΑΤΙΟΝ ΑΝ∆
Α∆ς ΕΝΤΙΤΙΟΥΣ ΒΥ∆ ∆ΙΦΦΕΡΕΝΤΙΑΤΙΟΝ ΟΦ ΠΟΠΥΛΥΣ ΕΥΠΗΡΑΤΙΧΑ
Š∏•∏¬¶«¨ ±ªtl
kΙνστιτυτε οφ Βοτανψo Τηε Χηινεσε Αχαδεµψοφ Σχιενχεσ Βειϕινγtsss|vl
¬¤±ª÷¬¤±ª±¬±ªvl
k Εξπεριµενταλ Χεντεροφ Φορεστ Βιολογψo Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγtsss{vl
°¨ ¬⁄²±ªul
kΙνστιτυτε οφ Φορεστρψo Χηινεσε Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Βειϕινγtsss|tl
Αβστραχτ } ׫¨ ¦«¤±ª¨¶¬±³µ²·¨¬±³¤·¨µ±¶º¨ µ¨ °²±¬·²µ¨§º¬·«≥⁄≥2°„Š∞¤±§Œ∞ƒΠu⁄§∏µ¬±ª¦¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¬²±¤±§¤§2
√¨ ±·¬·¬²∏¶¥∏§§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±²© Ποπυλυσευπηρατιχαq׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §¦¤¯ ∏¯¶§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± ³²·¨±·¬¤¯ º¤¶¦¯²¶¨ ¼¯ µ¨ ¤¯·¨§·²
¬·¶ ¬¨³µ¨¶¶¨§³µ²·¨¬±¶q≤¤¯ ∏¯¶¬±§∏¦¨§©µ²°¶«²²·¥¤¶¨¶²±·«¨ °¨ §¬∏° º¬·«·«¨ µ¤·¬²²©…„ ·² ‘„„ t ∏±§¨µ¯¬ª«·o«¤§¤
«¬ª«§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±¦¤³¤¥¬¯¬·¼o¤±§ ¬¨³µ¨¶¶¨§¯¨¶¶¶²µ·¶²©³µ²·¨¬±¶·«¤±·«²¶¨ ¥¨¬±ª¶∏¥¦∏¯·∏µ¨§o¬±§¬¦¤·¬±ª¬·¶§¬©©¨µ¨±·¤·¬²±
§¨ªµ¨¨º¤¶ ²¯º¨ µq ¤µ®¨µ³µ²·¨¬±¶©²µ§¬©©¨µ¨±·®¬±§¶²©¦¤¯ ¬¯¤±§§¬©©¨µ¨±·³«¤¶¨¶²©¦¤¯ ∏¯¶§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± º¨ µ¨ ¬§¨±·¬©¬¨§q
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¶·¤ª¨ ²©§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±q׫¨ µ¨ ¤¯·¬²± ¥¨·º¨ ±¨ ¦¤¯ ∏¯¶²µª¤±²ª¨ ±¨ ¶¬¶³²·¨±·¬¤¯ ¤±§¬·¶ ¬¨³µ¨¶¶¨§³µ²·¨¬±¶º¤¶§¬¶¦∏¶¶¨§q
Κεψ ωορδσ} Ποπυλυσευπηρατιχαo ¤µ®¨µ³µ²·¨¬±o≤¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¬²±o„§√¨ ±·¬·¬²∏¶¥∏§§¬©©¨µ¨±·¤·¬²±
植物愈伤组织器官发生是细胞顺序启动基因的表达过程 ∀在这一过程中与器官发生有关的基因不
断地表达 o产生相应的蛋白k黄学林等 ot||xl ∀研究器官发生过程中的蛋白可以帮助我们认识器官发生
的相关基因和深入了解细胞分化和发育的内在生理生化过程 ∀对半寄生性的独脚属植物 Στριγα ηερ2
µοντηιχα发育分子标记研究发现 w个特异的水溶性蛋白与其种子萌发和寄生附着有着密切的关系k„§µ¬2
¤±¤ ετ αλqot|||l ~在甜瓜子叶中已发现一组多肽kus ∗ ux ®⁄¤l与子叶器官发生密切相关k¨¶«¨ ° ετ αλqo
t||sl ~在大麦胚和根脱分化诱导愈伤组织形成时发现有 vu个蛋白是特异产生的 o其中一些蛋白可以作
为脱分化和细胞发育的分子标记k•¤°¤ª²³¤¯ ετ αλqot|{|l ∀目前这一方向的研究正处于不断地丰富和
深入之中 ∀
胡杨是耐盐性极强的乔木树种 o但其常规无性繁殖困难k王世绩 ot||y ~魏庆莒 ot||sl ∀在对胡杨体
细胞再生植株的研究发现 }其愈伤组织的形成 !继代和器官发生过程表现出了明显的规律性调节和发育
的阶段性 ∀培养基中 …„Π‘„„值为 t时诱导产生的茎基愈伤组织有极强的不定芽发生潜力 o当将其转
移培养至 …„Π‘„„值大于 t的培养基中会诱导发生不定芽 ~而转移培养在 …„Π‘„„小于 t培养基上进行
愈伤组织的扩增 o不定芽的发生过程则直观地表现出白色愈伤组织 !愈伤组织表面形成绿色小岛和由小
岛产生不定芽 v个阶段k谷瑞升等 ot|||l ∀因而 o胡杨愈伤组织的器官发生体系可以成为研究植物器官
发生调控机制的较好模式 ∀为此 o我们对胡杨愈伤组织继代培养和器官发生过程中表达的蛋白进行了
研究 o以期在分子水平上认识器官发生过程 ∀
t 材料和方法
试验采用的基本培养基为 ≥并附加 ws °ª#pt „⁄∞ !xss °ª#pt ≤‹ !uxª#pt蔗糖和 u1uª#pt °«¼2
·²ª¨¯∀培养温度为 ux ε ? x ε o光照强度为 usss ¬¯ots «#§pt光照 otw «#§pt黑暗 ∀
111 愈伤组织的诱导
胡杨试管苗培养于附加 s1x °ª#pt …„和 s1x °ª#pt ‘„„k…„Π‘„„为 tl的基本培养基上 o经过 vs§
培养 o在试管苗的茎基产生愈伤组织 ∀
112 愈伤组织的继代增殖培养
培养基为附加 s1ux °ª#pt …„和 s1x °ª#pt ‘„„k…„Π‘„„为 s1xl的基本培养基 ∀每 ux §继代 t
次 o培养在全黑暗下进行 ∀
113 愈伤组织的不定芽诱导
培养基为附加 s1x °ª#pt …„和 s1t °ª#pt ‘„„k…„Π‘„„为 xl的基本培养基 ∀
114 蛋白分析
采用优化方法提取蛋白和进行十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳k≥⁄≥2°„Š∞lk谷瑞升等 o
t|||l ∀对 ≥⁄≥2°„Š∞电泳结果进行薄层扫描分析 o扫描采用 ≥«¬°¤§½∏≤≥2|vs双波长薄层扫描仪 ∀蛋白
分子量根据其 Ρφ值确定 ∀
等电聚焦双向电泳kŒ∞ƒΠu⁄l见谷瑞升等kt|||l方法 o蛋白的 πΙ 值根据蛋白等电聚焦位置确定 o并
以其所在的单位区间方式表示 ∀
u 结果和分析
211 不同类型愈伤组织的器官发生能力差异
通过诱导培养 o获得了 v种类型的愈伤组织 ∀第 t类为光照条件下培养基中 …„Π‘„„值为 t时从
u 林 业 科 学 v{卷
图 t 不同类型愈伤组织和愈伤组织分化
不定芽期间蛋白 ≥⁄≥2°„Š∞分析结果
ƒ¬ªqt ≥⁄≥2°„Š∞ ¶¨³¤µ¤·¬²± ²©³µ²·¨¬±¶¬± Πqευπηρατιχα
¦¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§¤±§§¬©©¨µ¨±·¬¤·¨§
箭头和数字分别指示特征蛋白的位置和其分子量
„µµ²º¶¤±§ ±∏°¥¨µ¬±§¬¦¤·¨§·«¨ °¤­²µ¶³¨¦¬©¬¦ ³µ²·¨¬±
¥¤±§¶¤±§ °²¯ ¦¨∏¯¤µº ¬¨ª«·~t q茎基愈伤组织 ≤¤¯ ∏¯¶¬±2
§∏¦¨§©µ²° ¶«²²·¥¤¶¨ ∏±§¨µ ¬¯ª«·²±·«¨ ° §¨¬∏° º¬·«·«¨
µ¤·¨ ²©…„·²‘„„ t ~u q分生细胞团块 ≤¤¯ ∏¯¶§¬©©¨µ¨±·¬¤·2
§¨¬±·² °¨ µ¬¶·¨°¤·¬¦½²±¨ ~v q带芽原基的组织团块 ׬¶2
¶∏¨ ¦¯∏°³ º¬·«¤§√ ±¨·¬·¬²∏¶¥∏§³µ¬°²µ§¬¤¯ ~w q短继代培
养的愈伤组织 ≤¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§¬± §¤µ® ²±·«¨ ° §¨¬∏°
º¬·«·«¨ µ¤·¨ ²© …„ ·² ‘„„ s1x ©²µ¶«²µ··¬°¨~x q长继代
培养的愈伤组织 ≤¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§¬± §¤µ®²±·«¨ °¨ §¬2
∏° º¬·«·«¨ µ¤·¨ ²© …„ ·² ‘„„ s1x ©²µ¯ ²±ª·¬°¨q

无根试管苗基部诱导产生的茎基愈伤组织 o其表观特征为乳
白色 !絮状 !疏松 ~第 u类为茎基愈伤组织在 …„Π‘„„为 s1x和
黑暗条件下经过 v次继代培养后获得的短继代愈伤组织 o其
表现特征为灰白色 !絮状 !结构疏松 ~第 v类为长继代培养的
愈伤组织 o即第 u类愈伤组织再经过 tu次继代培养 o其表现
特征为褐灰色 o絮状 ∀将这 v类愈伤组织进行器官发生诱导 o
结果其器官发生能力表现出明显的不同 ∀第 t类愈伤组织 o
在光下对其进行器官发生诱导 ovs §后不定芽发生频率为
tss h ∀对其器官发生过程观察发现 o诱导 z §左右 o在愈伤组
织的表层形成一些浅绿色团块状组织 o通过显微镜对其组织
切片的观察发现 o团块状组织是一些排列规则 !细胞较小 !具
有分裂活动中心的分生细胞团 ~在随后的培养中 o分生组织细
胞团颜色逐渐加深 o大约在 ux §左右在分生组织细胞团块上
形成了许多芽原基突起 ∀然而 o第 u和第 v类愈伤组织经过
vs §的器官发生诱导 o只在愈伤组织表层形成绿色团块 o很少
有不定芽发生 ∀进一步将形成的绿色团块取出重新培养在器
官发生培养基上 oux §后 o分别有 {z1t h和 xs h细胞团块形成
了不定芽 o而其余只形成了结构致密 !较硬的愈伤组织 ∀
212 不同类型愈伤组织中蛋白差异
分别取处于旺盛分裂和生长期的上述 v类愈伤组织进行
≥⁄≥2°„Š∞分析 o结果见图 t !图 u ∀
从图 t和 u可以明显地看出 o具有较强器官发生能力的
茎基愈伤组织 o其蛋白条带明显地少于经过继代增殖培养的愈伤组织 ∀经过继代培养的愈伤组织 o明显
出现了 w个新的蛋白条带 o它们是 x{1y ®⁄¤!vt ®⁄¤!uw1x ®⁄¤和 t| ®⁄¤∀而且继代时期长短不同的愈伤
组织在蛋白组分上也表现出了差异 o长继代愈伤组织出现 ws1y ®⁄¤新蛋白带 o而且 t| ®⁄¤蛋白带的蛋
白含量明显增加 ∀短继代愈伤组织 {| ®⁄¤蛋白带的蛋白含量明显增加 ∀
取茎基愈伤组织和长继代愈伤组织进一步进行 Œ∞ƒΠu⁄分析 o结果见图 v和图 w ∀
对图 v和图 w中明显的蛋白点进行综合分析 o并结合器官发生电泳结果k图 x和图 yl o可得到以下
结论 }茎基愈伤组织蛋白点数明显少于长继代愈伤组织的 ~茎基愈伤组织以 t号和 z号蛋白为特征蛋
白 o长继代愈伤组织以 z个蛋白即 u !y !z !w !x !{ !|号蛋白为特征蛋白 ∀
213 愈伤组织器官发生过程中的蛋白变化
根据胡杨愈伤组织器官发生的特点 o将器官发生分为 v个阶段 o即茎基愈伤组织阶段 !分生细胞团
阶段和不定芽产生阶段 ∀分别取处于 v个阶段的组织k即茎基愈伤组织 !分生细胞团及带芽原基的组
织l进行 ≥⁄≥2°„Š∞分析 o结果见图 t和图 u ∀
由图 t和图 u可知 o茎基愈伤组织蛋白条带明显少于分生细胞团和带芽原基的组织 o而且分生细胞
团的蛋白条带略多于带芽原基的组织 o这可能与分生细胞团为分化细胞和未分化细胞共存有关 ∀愈伤
组织分化产生的分生细胞团和带芽原基的组织明显地出现了 w个蛋白带 o它们分子量分别为 xx ®⁄¤!
vt1y ®⁄¤!t| ®⁄¤和 us ®⁄¤o并且随着分生组织细胞团分化出不定芽原基 ovw ®⁄¤蛋白带变成分子量为 vv
和 vx ®⁄¤两个蛋白带 ∀
进一步对 v个阶段的组织进行 Œ∞ƒΠu⁄分析 o结果见图 w !x和 y ∀
对图 w !x和 y中明显的蛋白点进行综合分析 o并结合图 v可以得到以下结果 }分生细胞团和带芽原
基的组织明显地表达了 x个特征蛋白 o它们分别是 s !w !x !{和 |号蛋白 o其中最为突出的是 s号蛋白 o
其分子量为 us ®⁄¤oπΙ为 x1x ∗ y1x ∀带芽原基的组织在此基础上还有 y !ts和 tu号 v个特征蛋白 ∀另
v 第 v期 谷瑞升等 }胡杨愈伤组织继代增殖和器官发生中蛋白分子标记的研究
图 u 不同类型愈伤组织和愈伤组织分化不定芽期间蛋白 ≥⁄≥2°„Š∞薄层扫描结果
ƒ¬ªqu ≥¦¤±¶²©·«¨ ¶·¤¬±¨ §ª¨¯¶«²º¬±ª³µ²·¨¬±©¬¯¨ ²© Πqευπηρατιχᦤ¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§¤±§§¬©©¨µ¨±·¬¤·¨§
xxs ±°波长扫描 ≥¦¤±±¬±ªº¤√¨ ¯¨ ±ª·« º¤¶xss ±° ~箭头指示特征蛋白位置 „µµ²º¶¬±§¬¦¤·¨§°¤­²µ¶³¨¦¬©¬¦³µ²·¨¬± ¥¤±§¶~t q茎基愈伤组织 ≤¤¯2
∏¯¶¬±§∏¦¨§©µ²° ¶«²²·¥¤¶¨ ∏±§¨µ¯¬ª«·²±·«¨ ° §¨¬∏° º¬·«µ¤·¨ ²©…„·² ‘„„t ~u q分生细胞团块 ≤¤¯ ∏¯¶§¬©©¨µ¨±·¬¤·¨§¬±·² °¨ µ¬¶·¨°¤·¬¦½²±¨ ~v q带
芽原基的组织团块 ׬¶¶∏¨ ¦¯∏°³ º¬·«¤§√¨ ±·¬·¬²∏¶¥∏§³µ¬°²µ§¬¤¯ ~w q短继代培养的愈伤组织 ≤¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§¬± §¤µ®²±·«¨ °¨ §¬∏° º¬·«·«¨
µ¤·¨ ²© …„ ·² ‘„„ s1x·«µ²∏ª«¶«²µ··¬°¨~x q长继代培养的愈伤组织 ≤¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§¤·§¤µ®²±·«¨ °¨ §¬∏° º¬·«·«¨ µ¤·¨ ²© …„ ·² ‘„„ s1x
·«µ²∏ª« ²¯±ª·¬°¨ q

外 o分生细胞团也出现了 t号和 z号蛋白 ∀
v 讨论
311 愈伤组织的表达蛋白与其器官发生能力间关系
无论从 ≥⁄≥2°„Š∞或 Œ∞ƒΠu⁄的结果均可发现 }在光照条件下和 …„ !‘„„为 s1x °ª#pt时诱导产生
w 林 业 科 学 v{卷
图 v 长继代培养胡杨愈伤组织中蛋白
Œ∞ƒΠu⁄分析结果
ƒ¬ªqv Œ∞ƒΠu⁄¶·¤¬±¨ §ª¨¯²©·«¨ Πqευπηρατιχα
¦¤¯ ∏¯¶³µ²¯¬©¨µ¤·¨§·«µ²∏ª« ²¯±ª¨µ·¬°¨
数字为特征蛋白点编号 ‘∏°¥¨µ¶¬±§¬¦¤·¨§ °¤­²µ¶³¨¦¬©¬¦³µ²·¨¬±¶q

图 w 胡杨茎基愈伤组织蛋白 Œ∞ƒΠu⁄分析结果
ƒ¬ªqw Œ∞ƒΠu⁄¶·¤¬±¨ §ª¨¯²©¦¤¯ ∏¯¶¬±§∏¦¨§©µ²°·«¨
¥¤¶¨ ²© Πqευπηρατιχᶫ²²·
数字为特征蛋白点编号 ‘∏°¥¨µ¶¬±§¬¦¤·¨§ °¤­²µ¶³¨¦¬©¬¦³µ²·¨¬±¶q
图中曲线是干胶破裂所致 ׫¨ ¦∏µ√¨ ¶«²º §¨¬±·«¬¶©¬ª∏µ¨ ¬¶¦¤∏¶¨§
º¬·«·«¨ ¥µ¨¤®¬±ª²©·«¨ ª¨¯§µ¬¨§q

图 x 胡杨分生组织团块蛋白 Œ∞ƒΠu⁄分析结果
ƒ¬ªqx Œ∞ƒΠu⁄¶·¤¬±¨ §ª¨¯²©·«¨ °¨ µ¬¶·¨°¤·¬¦½²±¨
§¬©©¨µ¨±·¬¤·¨§©µ²° Πqευπηρατιχᦤ¯ ∏¯¶
数字为特征蛋白点编号 ‘∏°¥¨µ¶¬±§¬¦¤·¨§ °¤­²µ¶³¨¦¬©¬¦³µ²·¨¬±¶q
图 y 胡杨带芽原基的组织团块蛋白 Œ∞ƒΠu⁄分析结果
ƒ¬ªqy Œ∞ƒΠu⁄¶·¤¬±¨ §ª¨¯²©·«¨ ³µ¬°²µ§¬¤¯ ·¬¶¶∏¨ ²© Πqευπηρατιχα
数字为特征蛋白点编号 ‘∏°¥¨µ¶¬±§¬¦¤·¨§ °¤­²µ¶³¨¦¬©¬¦³µ²·¨¬±¶q
的具有较强器官发生能力的茎基愈伤组织 o有较少的蛋白条带和蛋白点 o随着茎基愈伤组织继代增殖培
养或诱导分化 o蛋白条带数或点数增多 ∀众所周知 o蛋白是基因表达的产物 o蛋白的增加表明了有新基
因的转录和翻译 o而新基因的转录和翻译又与细胞的组织化或者细胞的分化相关 ∀本试验结果清楚地
表明经过较长时期继代增殖培养的胡杨茎基愈伤组织明显地表达了与器官发生相关的 vt ®⁄¤和 t| ®⁄¤
蛋白带k图 v !ul和 s !w !x !y !{和 |号蛋白k图 w !x和 yl o因而愈伤组织中表达蛋白的多少可反映其组织
化和分化的程度 o其表达的蛋白少 o表明该愈伤组织的分化或组织化程度低 o具有较强的分生能力或器
官发生能力 ∀所以我们认为愈伤组织中蛋白种类的多少可作为判断其器官发生能力强弱重要的参考指
标 ∀但这一结果是否具有普遍性 o还有待于在其它植物上进行研究证实 ∀
312 不同类型愈伤组织的蛋白分子标记
经过继代培养的茎基愈伤组织明显地表达了 w个蛋白条带 o其中两个蛋白 t|®⁄¤和 vt®⁄¤k图 t !ul
与器官发生中出现的蛋白一致 o故这两个蛋白可能与器官分化中细胞组织化相关 o而另两个蛋白带
uw1x ®⁄¤!x{1y ®⁄¤为继代培养愈伤组织所特有 o因而可以作为继代培养的愈伤组织标记蛋白 ∀
在Œ∞ƒΠu⁄分析中 o长继代培养愈伤组织出现了 z个特征蛋白 o其中 y !w !x !{ !|号蛋白在器官发生中也
产生 oz号蛋白在茎基愈伤组织和分生组织细胞团中均表达 o而只有 v号蛋白为继代培养的愈伤组织明显
表达的特征蛋白 o因而该蛋白可以作为继代增殖培养愈伤组织的标记蛋白 ∀该蛋白分子量为 wz1{ ®⁄¤!πΙ
为 { ∗ |∀
x 第 v期 谷瑞升等 }胡杨愈伤组织继代增殖和器官发生中蛋白分子标记的研究
长继代和短继代培养的愈伤组织表达的蛋白也存在着差异 o前者 t| ®⁄¤蛋白带表达增强 o而后者
{| ®⁄¤蛋白带表达增强 o因此两个蛋白带的表达强弱可以作为两类愈伤组织的分子标记 ∀
通常 o人们对愈伤组织种类的划分仅根据诱导结果或表观形态来进行 o带有较大的局限性 ∀通过蛋
白差异来区分各类愈伤组织 o是从细胞发育的遗传控制角度在分子水平上对愈伤组织进行区别 o因而能
更为有效和可靠 ∀
313 愈伤组织器官发生的蛋白分子标记
蛋白作为植物发育的分子标记 o已开展了一些研究 ∀例如 ≥·¤©¶·µ²°kt|{{l将蛋白作为标记用于划
分豌豆腋芽发育时期 o¨¶«¨ °kt||sl和 ∂¬¯¯ ¤¯²¥²¶kt|{wl分别发现了与香瓜k Χυχυµισ µελοl和针叶树离体
子叶器官发生有关的蛋白标记 ∀因而蛋白作为分子标记 o可以帮助我们深入认识隐藏在形态发育现象
之下的细胞内部的生理生化及遗传物质变化 o进而了解植物发育的控制机制 ∀
在胡杨愈伤组织器官发生过程中 o具有较强器官发生能力的茎基愈伤组织表现出两个特征蛋白即
t号和 z号 o其中 t号蛋白在分生组织细胞团中也表达 o但在经过继代培养的愈伤组织和带芽原基的组
织中没有表达 o该蛋白出现在器官发生前期 o因而可以看作器官发生前期的标记蛋白 ∀该蛋白分子量为
wv ®⁄¤oπΙ为 y1x ∗ z1x ∀z号蛋白由于也在继代愈伤组织和分生组织细胞团中表达 o故该蛋白可能与细
胞增殖分裂有关 ∀
分生细胞团和带芽原基的组织在单向电泳分析中表现出了 w个特征蛋白条带 o其中 us ®⁄¤和 xx
®⁄¤蛋白带为 u者所特有 o因而该两个蛋白可以作为器官发生的标记蛋白 ∀通过双向电泳进一步证实
在 us ®⁄¤的蛋白带中含有特异的 πΙ为 x1x ∗ y1x蛋白 ∀
对带芽原基组织的电泳结果分析发现 }它除了包括分生组织细胞团的一些特征蛋白外 o还出现了其
特有的 vx和 vv ®⁄¤蛋白带k图 t !ul ∀因而 ovx和 vv ®⁄¤蛋白带可以看作芽原基产生的标记 ∀另外在双
向电泳结果中虽然有一些特征蛋白出现如 y !ts !tt和 tu号蛋白 o但由于它们均不是特有 o故还不能肯
定其为带芽原基组织特有的标记蛋白 ∀
参 考 文 献
谷瑞升 o蒋湘宁 o郭仲琛 q胡杨离体器官发生及试管无性系的建立 q植物学报 ot||| owsktl }u| ∗ vv
谷瑞升 o刘群录 o陈雪梅等 q木本植物蛋白提取和 ≥⁄≥2°„Š∞分析方法的比较和优化 q植物学通报 ot||| otykul }tzt ∗ tzz
谷瑞升 o刘群录 o陈雪梅等 q一种省时高效的木本植物蛋白双向电泳分析方法 q北京林业大学学报 ot||| outkxl }z ∗ ts
黄学林 o李筱菊编 q高等植物组织离体培养的形态建成和调控 q北京 }科学出版社 ot||x
王世绩 q全球胡杨林的现状及保护和恢复对策 q世界林业研究 ot||y oy }vz ∗ wv
魏庆莒 o胡杨 q北京 }中国林业出版社 ot||s }tuw
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y 林 业 科 学 v{卷