全 文 ：第 v|卷 第 y期
u s s v年 tt 月
林 业 科 学
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‘²√ qou s s v
核桃子叶不定根发生调控的研究 3
裴 东 袁丽钗
k中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
谷瑞升
k葡萄牙里斯本大学理学院 里斯本 tzw|2styl
蒋湘宁
k北京林业大学 北京 tsss{vl
摘 要 } 以核桃成熟或近成熟种实子叶为试材 o在 tΠw ⁄Ž• 基本培养基上其顶部k近胚端l的生根率达
tss h o而中部和基部k远胚端l的生根率为 s ∀在生根过程中顶部内源吲哚乙酸kŒ„„l表现为初期上升 o其后
稳定在一定水平 o当根原基开始生长时k培养 w §l 出现一个高峰 ~而中 !基部内源 Œ„„水平在培养初期下降 o
而后维持在一定的水平 ~蛋白凝胶电泳分析表明 }yu q{ 和 v{ qw ®⁄¤是与子叶不定根发生相关的蛋白条带 o在
不定根发生过程中 o该带在子叶顶部表达增强 o而中部 !基部则消失 ∀当培养基中附加一定水平的吲哚丁酸
kŒ…„lks qx ∗ ts °ª#ptl时 o子叶中 !基部被诱导产生不定根 ~附加 u °ª#pt Œ…„ o其内源 Œ„„的变化与子叶顶
部在 tΠw ⁄Ž• 基本培养基上发根时有相似的趋势 ~同时该处理启动表达了 yu1{ ®⁄¤蛋白条带和抑制表达
v{1w ®⁄¤蛋白条带 ∀反之当培养基中附加 y p苄氨基腺嘌呤k…„°l又抑制子叶生根 o也抑制了与生根相关的
Œ„„变化和蛋白表达 ∀这一结果和良好的研究模式为从分子水平上深入认识木本植物不定根发生机制奠定
了基础 ∀
关键词 } 核桃 o离体培养 o子叶 o不定根发生 o激素调控 o蛋白条带
收稿日期 }ussv p sy p tt ∀
基金项目 }/十五0国家科技攻关/优质林木果树育种及高效利用技术研究0kussu…„xtx…syl项目的部分内容 ∀
3 裴东 }北京林业大学定向博士生 ~袁丽钗现工作单位 }邯郸农业高等专科学校 ~谷瑞升为通讯作者 ∀
ΡΕΓΥΛΑΤΙΟΝ ΟΦ ϑΥΓΛΑΝΣ ΡΕΓΙΑ ΧΟΤΨΛΕ∆ΟΝ Ρ ΗΙΖΟΓΕΝΕΣΙΣ
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kΤηε Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψo ΧΑΦ Βειϕινγtsss|tl
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k Φαχυλτψοφ Σχιενχε o Λισβον Υνιϖερσιτψo Πορτυγαλ Λισβον tzw|2styl
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k Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγtsss{vl
Αβστραχτ } Œ± √¬·µ²µ«¬½²ª¨ ±¨ ¶¬¶²© ϑυγλανσρεγιᦲ·¼¯ §¨²±¶©µ²° °¤·∏µ¨ ²µ±¨ ¤µ°¤·∏µ¨ ©µ∏¬·º¤¶¬±√¨ ¶·¬ª¤·¨§q׫¨ ·²³o
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¤¯·¨§Œ„„ ¤±§³µ²·¨¬±¶¦²∏¯§ ¥¨ ·¤®¨ ± ¤¶¤ª²²§µ¨¶¨¤µ¦« °²§¨¯©²µ·«¨ ©∏µ·«¨µ¬±√¨ ¶·¬ª¤·¬²±¶²± °²¯ ¦¨∏¯¤µµ«¬½²ª¨ ±¨ ¶¬¶
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Κεψ ωορδσ} ϑυγλανσρεγιαoŒ± √¬·µ²¦∏¯·∏µ¨ o≤²·¼¯ §¨²±o•«¬½²ª¨ ±¨ ¶¬¶o‹²µ°²±¨ µ¨ª∏¯¤·¬²±o°µ²·¨¬± ¥¤±§
核桃kϑυγλανσρεγιαl是难以诱导发生不定根的树种之一 k郗荣庭等 ot||y ~刘淑兰等 ot|{y ~裴东等 o
ussul ∀不定根发生既是重要的理论问题 o也是生产上面临的突出难题 ∀在理论上 o它的调控属植物发
育理论的重要内容 o涉及根器官的发生和树木复幼等基础理论 ~在实践上 o核桃属重要的经济树种 o而实
现良种集约栽培 o是发展农村经济的必经之路 ∀因此深入研究核桃不定根发生机制 !认识根原基调控规
律和提高诱导频率 o从理论到实践都显得尤为重要和迫切 ∀
外源生长素可诱导不定根产生 o如吲哚丁酸kŒ…„l和萘乙酸k‘„„l等已成功地诱导和促进了多种木
本植物产生不定根k黄学林等 ot||xl ∀然而在核桃及其它难以诱导生根的树木上 o这种途径仍难奏效 ∀
不定根诱导的实质 o是改变组织现有的基因表达模式 o使之向着利于根原基发生的模式发展 ∀然而目前
对于这种模式转换的认识还十分有限 o特别是对于核桃等难生根树种 o转换的机制知之甚少 ∀研究发现
应用高浓度Œ…„可以改变核桃嫩茎内源Œ„„水平进而诱导生根 o不定根的发生可能依赖Œ…„的刺激 o但
其生长并不一定需要高水平的 Œ„„来维持k‹¨¯²¬µετ αλqot||y ~Š¤·¬±¨ ¤∏ ετ αλqot||zl ∀
树木不定根的发生表现出明显的组织年龄阶段性 o成熟态组织难以诱导不定根 o而幼龄态组织如子
叶容易产生不定根k…²±ª¤ot|{{ ~…¨ µµ²¶ ετ αλqot||vl ∀由于核桃子叶具有良好的发生不定根潜力和诱
导的规律性 o加之取材容易 o诱导方法简单和重复性好 o因此成为研究难生根木本植物不定根发生较好
的模式材料 ∀
本研究对核桃子叶不定根发生模式进行了细致的探索 o通过内源生长素和特异蛋白的变化 o寻找二
者与不定根发生的关系 o以期从生理和生化水平上认识其调控规律 o为从分子水平上阐述核桃不定根发
生机理奠定基础 ∀同时对其它难生根木本植物也具重要的借鉴意义 ∀
t 材料和方法
111 材料及处理
成熟或近成熟的核桃种实k盛花后 tvs §左右l o采自中国林科院和军事科学院 us龄自然授粉的树
体 o采集后将种实保存于 w ε 条件下备用 ∀
种实经过仔细的流水清洗后 o用 zx h乙醇浸泡 u °¬±作为表面消毒 o然后将种实沿缝合线一分为
二 o去胚 o并将子叶横切为 v部分 }顶部 !中部和基部k图版 Œp tl ∀顶部为近胚端约 s ∗ s qz ¦° o中部为
距近胚端约 s qz ∗ t qu ¦° o其余为基部 ∀v部分外植体分别在试管内进行不定根诱导 ∀
1 .2 不定根的诱导
基本培养基为 tΠw⁄Ž• k⁄µ¬√¨ µετ αλqot|{wl ∀诱导生根分别在 tΠw⁄Ž• otΠw⁄Ž• 附加 s qx ∗ ts °ª#
pt Œ…„和 tΠw⁄Ž• 附加 s qsx ∗ u °ª#pt y p苄氨基腺嘌呤k…„°l的培养基上进行 ∀每个处理采用约 vs
个外植体 o试验重复至少 v次 ∀培养过程中观察记录不定根发生的时间 o并在诱导 ts §后调查生根率 !
根生长状况和外植体愈伤化程度 ∀培养采用 }将子叶平放于内盛 ws °固体培养基的 txs °三角瓶
中 o每瓶接种 v个外植体 ∀培养条件为kux ? vl ε o光强为 t {ss ¬¯o光Π暗为 tyΠ{ «或完全黑暗 ∀
不同部位的子叶接种在基本培养基和附加 u °ª#pt Œ…„培养基上进行不定根诱导 o并于培养的 s o
t ou ov ow ox oy oz o{ §分别取 us个外植体 o在近胚端的子叶伤口处切取 v ∗ x °°组织 o加入约 y h °∂°°
后在液氮中将其研碎 o试验重复 x次 o将所有同一时间的样品在液氮中研磨混合 o并保存于 p zs ε 低温
冰箱中用于内源 Œ„„和蛋白分析 ∀
1 .3 内源吲哚乙酸(Œ„„)的提取及测定
提取和测定按照裴东等kussul的方法进行 ∀t ∗ v ª研碎样品用于 Œ„„分析 ∀
1 .4 蛋白提取及 ≥⁄≥2°„Š∞电泳
wv 林 业 科 学 v|卷
蛋白提取及 ≥⁄≥2°„Š∞k十二烷基磺酸纳 p聚丙烯凝胶电泳l按照谷瑞升等kt|||¤l方法 o并在去脂
上进行了改进 ∀约 u ª研碎的样品悬浮于 ts °蛋白提取液中 ow ε 条件下充分溶解蛋白 o悬浮液在 w ε
下 tx sss ª离心 us °¬±o离心后将离心管放入 p zs ε 冰箱中进行冻融去脂 o待上层油脂冻结后 o吸取中
层的蛋白条带液 o用 v倍体积的冷丙酮k内含 u h Βp巯基乙醇l沉降蛋白条带 o经过离心和丙酮真空挥发
后 o蛋白条带沉淀溶解于上样缓冲液中 ∀缓冲液用量为每 ª样品k鲜重 ƒ • lvss ∗ wss ˏo沉淀充分溶
解后 o在 w ε 条件下 tx sss ≅ ª离心 x °¬±o离心后再于 p zs ε 冰箱中冻融去脂 o并重复 u次 ∀获得的水
溶液即为待测蛋白条带溶液 ∀蛋白条带定量按照 …µ¤§©²µ§kt|zyl方法 ∀≥⁄≥2°„Š∞的浓缩胶浓度为 v q
| h o分离胶浓度 tw h ∀电泳恒流 vy °„ ∀蛋白条带分子量根据标准分子量蛋白条带的 Ρφ值确定 ∀
1 .5 统计分析
生根率采用百分数差异显著性比较 o其他均采用最小显著差数法k≥⁄l进行多重比较 ∀
u 结果
2 .1 子叶不定根的发生
u qt qt 子叶不同部位不定根发生能力的差异 去胚子叶的顶部在 tΠw⁄Ž• 基本培养基上经过 x §培
养 o有根出现 o根多发生于靠近胚的部位 oz §后可以明显地看到粗而长的根 o每个外植体一般发根 x ∗
tu条k图版 Œp ul ∀ts §后的统计结果显示其生根率为 tss h ∀而子叶的中部和基部经过 ts §的培养没
有不定根的发生 ~带胚的子叶顶部 o经过 ts §的培养 o胚萌发长出茎和主根 o近胚轴部的子叶没有不定
根发生 ∀
u qt qu 外源 Œ…„对核桃子叶不定根发生的影响 培养基中附加适量Œ…„ ks qx ∗ u °ª#ptl对子叶发生
不定根具有促进作用 ∀对于子叶顶部 o随着附加 Œ…„水平的提高 o产生不定根的数量显著增多k图版 Œ
p wl o当 Œ…„水平高于 u °ª#pt后 o切口出现明显的愈伤化 o不定根的发生和生长受到抑制 ∀附加 s qx
∗ ts °ª#pt Œ…„还明显地诱导了子叶中 !基部发生不定根 k图版Œp v !w o表 tl ~中部不定根的发生从两
端切口开始 o逐渐向周缘和中间扩展 ~基部多从切口的一端发生k图版 Œp wl ∀Œ…„诱导下 o中 !基部不定
根的出现时间较顶部在基本培养基上的发生时间晚 o约为诱导后 { §∀
表 1 ΙΒΑ对子叶不同部位发生不定根的影响 ≠
Ταβ . 1 Τηε εφφεχτ οφ ΙΒΑ ον τηε ρηιζογενεσισ οφ διφφερεντ σεχτιονσ οφ ϑ . ρεγια χοτψλεδον
Œ…„Π
k°ª#ptl
顶部 ײ³¶¨¦·¬²± 中部 ¬§§¯¨¶¨¦·¬²± 基部 …¤¶¤¯ ¶¨¦·¬²±
生根率
• ²²·¬±ª
µ¤·¨Πh
根数
‘∏°¥¨µ
²©µ²²·¶
根长
• ²²·
¯¨ ±ª·«Π¦°
愈伤化
≤¤¯ ∏¯¶
¶·¤·∏¶
生根率
• ²²·¬±ª
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根长
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愈伤化
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生根率
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根数
‘∏°¥¨µ
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根长
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¯¨ ±ª·«Π¦°
愈伤化
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¶·¤·∏¶
s tss z qw ¤ t qx ¤ p s ¤ p p p s ¤ p p p
s qx tss tu qu ¥ t qy ¤ p wy qy ¥ s q| ¤ s qu ¤ p us ¥ s qx ¤ s qu ¤ p
u tss ty qv ¦ t qy ¤ p tss ¦ y qu ¥ t qx ¥ p tss ¦ w q| ¥ s q| ¥ p
x tss ux qv § t qv ¥ n n tss ¦ | qz¦ t qx ¥ n tss ¦ { q{ ¦ t qu ¦ n n
ts tss t{ qs ¦ s q| ¦ n n n n n zv qv § v qy § s qv ¤ n n yv § s qz s qu ¤ n n n
≠ p o无愈伤组织 ‘²¦¤¯ ∏¯¶~n n o有愈伤 ≥²°¨ ¦¤¯ ∏¯¶~n n n o愈伤较多 ²µ¨ ¦¤¯ ∏¯¶~n n n n n o严重愈伤化 ‹ ¤¨√¼ ¦¤¯ ∏¯¶q同一列中不同小
写字母表示差异达显著水平k Π  s qsxl ∀⁄¬©©¨µ¨±·¯ ·¨¨µ¶¬±·«¨ ¶¤°¨ ¦²¯∏°±¬±§¬¦¤·¨·«¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ¤·s qsx ¯¨ √¨ ¯q下同 ׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
u qt qv 外源 …„°对子叶不定根发生的影响 培养基中附加 …„°ks os qu os qw ot qs ou qs °ª#ptl会不同
程度地抑制子叶顶部发生不定根 ∀表现为生根率下降 o发根数和根长减少 o根系变细 ∀当 …„°水平为 u
°ª#pt o不定根的发生受到了完全抑制 ∀
xv 第 y期 裴 东等 }核桃子叶不定根发生调控的研究
表 2 外源 ΒΑΠ对子叶不定根发生的影响
Ταβ . 2 Τηε εφφεχτ οφ ΒΑΠ ον τηε ρηιζογενεσισ οφ τηε τοπ
σεχτιον οφ ϑ . ρεγια χοτψλεδον
…„°Π
k°ª#ptl
子叶顶部 ײ³¶¨¦·¬²± ²©·«¨ ¦²·¼¯ §¨²±
生根率
•¤·¨ ²©µ²²·¬±ªΠ h
根数
‘∏°¥¨µ²©µ²²·¶
根长
¨±ª·«²©µ²²·¶
s qs tss ¤ z qw ¤ t qx ¤
s qu tss ¤ w q{ ¥ s q| ¥
s qw yy qz ¥ u qu ¦ s qy ¥
t qs wy qz ¦ t qt § s qv ¦
u qs s § s ¨ s ¨
2 .2 子叶不定根发生及其内源
Œ„„的变化
u qu qt 不定根发生过程中内源
Œ„„ 的变化 内源 Œ„„ 分析显
示 o子叶顶部与中 !基部间存在差
异 o顶部水平较低 o为 s qut Λª#
ªpt ƒ • o而中 !基部水平较高 o为
s qwv Λª#ªpt ƒ • o约是顶部的 t
倍多 ∀
在基本培养基上 o具有发根
能力的顶部 o其内源 Œ„„ 在培养
初期ks ∗ t §lŒ„„由 s qut Λª#ªpt
ƒ • 增加至 s qvy Λª#ªpt ƒ • o上升了近 uΠv倍 o在随后的 t ∗ v §oŒ„„维持在一定的水平 ∀徒手切片观测
发现此时正值根原基分化时期 ∀诱导后 w §在根原基开始生长时 Œ„„急剧上升 o之后迅速下降 o形成一
个高峰k图 tl ∀而不具生根能力的子叶中部 o其内源 Œ„„水平表现为培养初期急剧下降 o培养 t §后其
水平由 s qwv降至 s qt{ Λª#ªpt ƒ • o下降了 t半以上 ∀在随后的培养中其水平相对稳定并略有下降k图
tl ∀
u qu qu 外源 Œ…„诱导子叶中 !基部发生不定根和对其内源 Œ„„的影响 培养基中附加 u °ª#pt Œ…„诱
导了子叶中 !基部发生不定根 o并调节其内源Œ„„发生与顶部生根过程中相似的变化 ∀表现为培养初期
迅速上升 o经过一个相对稳定期后出现一个高峰k图 ul ∀但 Œ„„峰值发生时间推后了 t §o在诱导的第
x天出现 ∀
图 t 子叶顶部和中 !基部在 ⁄Ž• 上培养
其内源 Œ„„的变化
ƒ¬ªqt ∞±§²ª¨ ±²∏¶Œ„„ ¦«¤±ª¨¶¬±·«¨ ·²³o°¬§§¯¨¤±§¥¤¶¤¯
¶¨¦·¬²±¶²© ϑqρεγια ¦²·¼¯ §¨²± ¦∏¯·∏µ¨§²±·«¨ ⁄Ž• ° §¨¬∏°
图 u 外源 Œ…„对子叶顶部和中 !
基部内源 Œ„„的影响
ƒ¬ªqu ∞©©¨¦·¶²© ¬¨²ª¨ ±²∏¶Œ…„ ²±·«¨ ±¨§²ª¨ ±²∏¶Œ„„
¬±·«¨ ·²³o°¬§§¯¨¤±§¥¤¶¤¯ ¶¨¦·¬²±¶²© ϑqρεγια ¦²·¼¯ §¨²±
u qu qv 外源 …„°抑制子叶顶部生根和对其内源Œ„„的影响 培养基中附加 u °ª#pt …„° o子叶顶部在
培养中其内源 Œ„„维持在极为稳定的水平 o变化幅度 s1tzu ∗ s1uuu Λª#ªptƒ • 之间 ∀
2 .3 不定根发生的相关蛋白
u qv qt 子叶不定根发生过程中蛋白的表达 蛋白凝胶电泳结果显示 o子叶顶部与中 !基部本身在蛋白
表达上存在差异 o顶部具有特异的 xw qu ®⁄¤蛋白条带 o而中 !基部表达较高的 wv qs ®⁄¤蛋白条带k图 wl ∀
yv 林 业 科 学 v|卷
图 v 外源 …„°对子叶顶部内源 Œ„„的影响
ƒ¬ªqv ׫¨ ©¨©¨¦·²© ¬¨²ª¨ ±²∏¶…„° ²±·«¨ ±¨§²ª¨ ±²∏¶
Œ„„ ¯¨ √¨ ¯¬±·«¨ ·²³¶¨¦·¬²± ²© ϑqρεγια ¦²·¼¯ §¨²±
在不定根诱导过程中子叶的蛋白表达发生明
显的改变 ∀在基本培养基上培养 v §o能够生根的
子叶顶部明显地增强 yu q{ ®⁄¤蛋白条带的表达和
抑制 v{ qw ®⁄¤蛋白条带的表达 ~而不能生根的子
叶中 !基部主要表现为 yy q{ !xy qw和 wt q| ®⁄¤蛋白
条带表达增强和 xw qu ®⁄¤蛋白条带的抑制k图 wl ∀
培养基中附加 u °ª#pt Œ…„可以诱导子叶中 !基部
产生不定根 o同时诱导产生了 yu q{ ®⁄¤特异蛋白
条带并抑制 v{ qw ®⁄¤蛋白条带的表达k图 xl ∀培
养基中附加 u °ª#pt …„°可以完全抑制子叶顶部
发生不定根 o其蛋白的表达也与在基本培养基上培
养的不能生根的子叶中 !基部相似k图 yl ∀
图 w 子叶顶部和中 !基部在基本培养基上
培养过程中的蛋白表达
ƒ¬ªqw °µ²·¨¬± ³µ²©¬¯¨ ¬±·«¨ ·²³o°¬§§¯¨¤±§¥¤¶¤¯ ¶¨¦·¬²±¶
²© ϑqρεγια ¦²·¼¯ §¨²± ¦∏¯·∏µ¨§²±·«¨ ⁄Ž• °¨ §¬∏°
上边数字为培养天数 ∀  • }标准分子量蛋白 ∀图中箭头从上向
下示 yy1{ oyu1{ oxy1w oxw1u owv1s owt1| ov{1w ®⁄¤蛋白条带 ∀ ײ³
±∏°¥¨µ¶¶«²º·«¨ ¦∏¯·∏µ¨ §¤¼¶q • }°µ²·¨¬± °¤µ®¨µq׫¨ ¤µµ²º¶©µ²°·²³
·²¥²·²°¬±§¬¦¤·¨ yy1{ oyu1{ oxy1w oxw1u owv1s owt1| ov{1w ®⁄¤³µ²·¨¬±
¥¤±§¶q
图 x 在诱导生根过程中 Œ…„对子叶
中部蛋白表达的影响
ƒ¬ªqx ∞©©¨¦·²© ¬¨²ª¨ ±²∏¶Œ…„ ²±·«¨ ³µ²·¨¬± ¬¨³µ¨¶¶¬²±
¬±·«¨ °¬§§¯¨¶¨¦·¬²± ²© ϑq ρεγια ¦²·¼¯ §¨²±
上边数字为培养天数 ∀  • }标准分子量蛋白 ∀图中箭头从上
向下示 yu q{ oxw qu 和 v{ qw ®⁄¤蛋白 ∀ ײ³±∏°¥¨µ¶¶«²º ·«¨ ¦∏¯2
·∏µ¨ §¤¼¶q  • }°µ²·¨¬± °¤µ®¨µq׫¨ ¤µµ²º¶©µ²°·²³·²¥²·²°¬±§¬¦¤·¨
yu q{ oxw qu和 v{ qw ®⁄¤³µ²·¨¬± ¥¤±§¶q
图 y 在抑制生根过程中 …„°对子叶
顶部蛋白表达的影响
ƒ¬ªqy ∞©©¨¦·²© ¬¨²ª¨ ±²∏¶…„° ²±·«¨ ³µ²·¨¬± ¬¨³µ¨¶¶¬²±¬±·«¨
·²³¶¨¦·¬²± ²© ϑq ρεγια ¦²·¼¯ §¨²±
 • }标准分子量蛋白 ~„ }培养前的子叶顶部 ~…}在附加 u °ª#
pt …„°的 ⁄Ž• 上培养 { §的子叶顶部 ~≤ }在 ⁄Ž• 基本培养基
上培养 x §的子叶中 !基部 ∀  • }°µ²·¨¬± °¤µ®¨µ~„ }׫¨ ¦²·¼¯ §¨²±
·²³¶¨¦·¬²±¶¥¨©²µ¨ ¦∏¯·∏µ¨§~…}׫¨ ¦²·¼¯ §¨²±·²³¶¨¦·¬²±¶¦∏¯·∏µ¨§²±
⁄Ž• °¨ §¬∏° ¦²±·¤¬±¬±ªu °ª#pt …„° ~≤ }׫¨ ¦²·¼¯ §¨²± °¬§§¯¨¤±§
¥¤¶¤¯ ¶¨¦·¬²±¶¦∏¯·∏µ¨§²± ¥¤¶¤¯ ⁄Ž• ° §¨¬∏° q
zv 第 y期 裴 东等 }核桃子叶不定根发生调控的研究
v 讨论
3 .1 子叶不定根的发生
核桃子叶在基本培养基上培养 o不同部位表现出不同的生根能力 ∀子叶顶部生根能力强 o中 !基部
生根能力弱 ∀对内源 Œ„„和蛋白表达分析发现 o子叶顶部 Œ„„水平低并且有特异的 xw qu ®⁄¤蛋白条带
表达 o而中 !基部有 wv qs ®⁄¤蛋白条带高水平表达 o表明二者在生理生化上存在差异 ∀从阶段发育看 o
子叶近胚端的顶部较中 !基部发育程度高 ∀yy q{ oxy qw owt q| ®⁄¤蛋白条带表达增强可能与子叶组织化
程度和发育程度提高有关 ∀生理生化上的差异或许解释了子叶不同部位生根能力不同的内在原因 ∀
胚的存在会抑制子叶顶部发生不定根 ∀其原因可能有二 }一是带有胚 o子叶顶部没有切伤的刺激 ~
二是在培养过程中 o胚的萌发和生长会形成一个强大的代谢库以汲取大量的营养物质 o因而抑制了不定
根的发生 ∀
3 .2 子叶不定根发生与内源 Œ„„和蛋白表达的关系
外源生长素促进内源Œ„„积累进而诱导生根的现象在苹果k Μαλυσπυµιλαl和大豆k Γλψχινε µαξl上也
已获得相似的结果 ∀植物器官在离体培养过程中 o由于切伤刺激和伤口释放诱导物质k⁄¨ ¥¨µª« ετ αλqo
t||t ~≤ ±¨·¨±² ετ αλqot||yl o生长素具有向受伤部位运输和积累的特点k≥°∏¯§¨µετ αλqot|{{l o由此导致了
其体内分布的改变 ∀这一变化与器官发生密切相关 ∀在猕猴桃 kΑχτινιδια δελιχιοσαl研究中发现 }叶柄在
不含生长调节物质的基本培养基上培养 o端部生长素Œ„„水平上升 o表现出两端高中间低的新的分布特
征k≤ ±¨·¨±² ετ αλqot||yl ∀这一分布特点可能是叶柄基部易产生愈伤组织而在顶部易产生不定芽的重要
原因之一 ∀在基本培养基上 o具有发根能力的核桃子叶顶部也表现出迅速积累 Œ„„ oŒ„„水平迅速提高
的现象 ~而没有生根能力的子叶中 !基部 o其内源 Œ„„水平迅速下降 ∀内源 Œ„„下降可能与体内活跃的
氧化分解有关k≤«µ¬¶·¬±¨ ετ αλqot||tl ∀离体子叶组织内可能同时存在着 Œ„„ 积累和氧化分解 u个途
径 o二者间的动态平衡决定了组织内 Œ„„水平 o进而影响组织的根器官发生 ∀
tl罗松 q绿豆下胚轴不定根分化及 ¦§¦u基因表达 q中国农业大学 o博士学位论文 ot||y
外源 Œ…„可以提高核桃子叶中 !基部组织内源 Œ„„的水平进而诱导和促进发生不定根 ∀在促进核
桃嫩茎生根的研究中 o‹¨¯²¬µ等kt||yl和 Š¤·¬±¨ ¤∏等kt||zl也发现了外源 Œ…„可以提高组织内源 Œ„„水
平进而诱导生根的现象 ∀结合核桃子叶顶部和中 !基部在基本培养基上培养期间 Œ„„变化规律和生根
结果 o可以初步推断培养或诱导初期组织内源 Œ„„水平的提高在启动根源基分化中发挥重要的作用 ∀
核桃子叶发生不定根伴随有特异蛋白的变化 ∀无论是经过 Œ…„诱导还是未经 Œ…„诱导 o核桃子叶
在根原基分化期都会特异地表达 yu q{ ®⁄¤蛋白条带和抑制表达 v{ qw ®⁄¤蛋白条带 o因此这是两条与核
桃子叶生根相关的蛋白条带 ∀在生根相关蛋白研究方面 o罗松tl在绿豆k Πηασεολυσραδιατυσl下胚轴不定根
分化过程发现一个在生根诱导阶段特异表达的蛋白条带 o分子量为 vw ®⁄¤∀°≤• 扩增产物表明这一蛋
白是在生长素诱导条件下 ¦§¦u基因表达的产物 ∀¦§¦u基因是调控细胞分裂周期的关键基因 o在绿豆下
胚轴各部位的细胞中都表达 o尤以中柱鞘和内皮层细胞表达强烈 ∀在烟草k Νιοχοτιανα ταβαχχυµl原生质
体培养中 o发现了生长素诱导产生的 u个特异蛋白 o其对应 ¦⁄‘„克隆为 °¤µ·„和 …o这 u个克隆都出现
在细胞分裂由 Š²到 ≥期转变中kפ®¤«¤¶«¬ετ αλqot|{|l ∀对核桃子叶生根相关蛋白的深入研究 o有助于
深入认识木本植物不定根发生机制 ∀
3 .3 子叶不定根发生的调控
外源生长素可以诱导和促进多种木本植物产生不定根 ∀一般认为 o外源生长素是通过改变内源激
素水平来发挥作用的k谷瑞升等 ot||| ¥l ∀外源 Œ…„可以提高核桃子叶中 !基部培养初期的内源 Œ„„水
平 o成功地诱导二者生根 ∀在培养烟草花枝外植体中发现 }施用Œ„„可以迅速提高内源Œ„„水平 ot §后
即可达到最高峰 ∀外源生长调节物质通过影响内源激素水平而调节植物形态发生还表现在对转生长素
基因植物的研究中 ∀ ιαα‹和 ιαᐠ是与生长素产生有关的基因 ∀如果将转 ιαα‹ 和 ιαᐠ基因的烟草
{v 林 业 科 学 v|卷
叶柄培养在不含生长调节物质培养基上 ou周后可以形成根 ~如果培养基上含有 t °ª#pt …„和 s qt °ª#
pt ‘„„ o则会先形成愈伤组织而后产生芽 ∀在本研究中 o外源 …„°ku °ª#ptl可抑制核桃子叶顶部发
生不定根 ∀目前细胞分裂素与生长素比值在调节植物离体器官发生中的作用已被广泛接受 o二者比值
高利于不定芽的发生 o而比值低则利于不定根的发生k黄学林等 ot||xl ∀
外源 Œ…„在诱导核桃子叶生根时还初步表现出内源 Œ„„升高在前ks ∗ t §l o特异蛋白的改变在后
kv §l ∀外源 …„°对子叶生根具有抑制作用 o也抑制了与生根相关的 Œ„„变化和蛋白表达 ∀因此在核桃
子叶不定根发生的调控上 o外源 Œ…„和 …„通过改变内源激素水平进而启动或抑制特异基因的表达而
调节不定根发生 o这一结果和良好的试验体系为进一步从分子水平上探讨木本植物根器官分化的机理 o
克隆生根相关基因奠定了良好的基础 ∀
参 考 文 献
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|||¤oty kul }tzt p tzz
谷瑞升 o蒋湘宁 o郭仲琛 q植物离体培养中器官发生机制的研究进展 q植物学通报 ot|||¥otykvl }tzt p tzz
黄学林 o李筱菊 q高等植物组织离体培养的形成建成和调控 q北京 }科学出版社 ot||x }tst p twv
刘淑兰 o韩碧文 q核桃kϑυγλανσρεγια ql的离体繁殖 q北京农业大学学报 ot|{y otu kul }ttv p ttz
裴 东 o袁丽钗 o奚声珂 q核桃品种试管幼茎生根的研究 q林业科学 oussu ov{kul }vu p vz
裴 东 o郑均宝 o凌艳荣等 q红富士苹果试管培养中器官分化及其部分生理指标的研究 q园艺学报 ot||z ouwkvl }uu| p uvw
郗荣庭 o张毅萍主编 q中国果树志 核桃卷 q北京 }中国林业出版社 ot||y }us p uz
…²±ª¤  q阙国宁等译 q树木组织培养 q北京 }中国林业出版社 ot|{{ }ut
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|v 第 y期 裴 东等 }核桃子叶不定根发生调控的研究