全 文 ：武汉植物学研究 , ! ∀ # ∃ ! %一 ! &
∋ ( ) ∗+ , − (. / ) 0 , + 1 ( ∗, + 23 , − 4 353 , ∗ 60
水稻体内两种幽类性激素的研究 “
陶友保” 陈克成 毕学知
∀武 汉大学生命科学学院 武汉 % 7。。 8#
提 要 以三系杂交水稻的不育系 ∀珍汕 9 , 丛广 %− 9 和马协 9 #为实验材料 , 以其相应的
保持系∀珍汕 1 , 丛广 %− 1 和马协 1 #为对照 , 用放射免疫分析法测定不同发育时期的叶片
和幼穗中攀酮和雌二醇含量 。 结果表明 , 在供试水稻各时期叶片中肇酮和雌二醇含量均 比穗
中高 , 同时不论是叶片还是穗中 , 皋酮含量均高于雌二醇 : 但是辜酮和雌二醇在供试的 7 个组
合的不育系和保持系内没有明显差异 。
关键词 水稻 , 翠酮 , 雌二醇 , 放射免疫分析法
幽类雌雄性激素在控制哺乳动物生殖发育中起着关键的作用 , 一些研究表明 , 在植物
中这些 踢类物质也具有类似的作用 。 最早在植物 中检测的街类雌性激素是油棕果仁中的
雌桐 ∀1 ) ; 3 + , + < ; 等 〔‘〕#和黄花柳雌花 中的雌三醇 ∀= > , ∗ ? ≅ + 5 > 2〔8〕# 。 自此 以后 , 街类雌性和
雄性激素在许多植物的多种组织和器官中鉴定出〔7 , ‘〕。
外源街类激素对植物生长具多方面的影响 , 尽管这方面的报道很多 , 但结果不一致 。
对植物顶端生长的影响 , 雌激素有 7 种不同的效应 , 即促进生长 、无明显作用和抑制生长 。
幽类激素更重要的作用是对植物生殖发育的影响 , 这主要表现在 7 个方面 。 首先 , 街类激
素影响性别表现 , 如 Α ( Β6 3Χ 26 ? 〔!〕报道外源雌酮 、雌二醇 、雄酮 、雄烯二酮和皋酮均 影响喷
瓜的性别表现 , 雌激素具雌性化作用 , 而雄激素具有雄性化作用 。其次 , 街类激素对植物开
花有影 响 , 可增加开花数或者加强开花诱导的环境 因子 ∀如光周期或低温 #的作用 〔Δ〕 。 最
后 , 街类激素影响植物的生殖过程 , Ε 0, + Φ 等 〔, ’ 的研究发现在兰州百合和 白菜的生殖器官 ,
特别是雌性生殖器官如花柱 、子房和雌蕊 中含有更多的雌二醇和雌性激素总量 :百合不亲
和的自交授粉后 , 雌蕊中雌性激素水平下降 :而部分克服不亲和性的蕾期授粉后 , 雌性激
素增加 , 白菜亲和授粉后雌蕊 中雌性激素也增加 , 这暗示着雌性激素与植物生殖过程有
关 。 陈克成等 〔〕发现光敏核不育水稻 ∀Β Γ Η 4 #农垦 !& ! Ι ϑ 的雄性不育 , 与叶片和幼穗 中
雄性激素含量降低 、雌性激素含量升高以及雄性激素与雌性激素的比值下降有关 。但细胞
收稿日 ∃ 8 ! 一Κ Δ 一8 , 修回 日 ∃ 8 Δ一 Κ 7 一 8 & 。 第一作者 ∃ 男 , 78 岁 , 讲师 ∀硕士 # 。
国家攀登计划资助的项 目 。
“ 现工作单位 ∃ 湖北省黄 冈师范高等专科学校生物系 , 邮编 %7 Δ Κ 。
第 期 陶友保等 ∃ 水稻体内两种幽类性激素的研究
质雄性不育水稻 中雌雄性激素的研究 尚未见报道 , 本文拟从这方面做一探索性 的工作 。
材料与方法
Λ 主要试剂与设备
7Μ 一肇酮和 7Μ 一雌二醇放射免疫试剂盒由卫生部上海生物制品研究所提供 : Ιϑ Ε % 一。Λ &
自动平衡离心机 , 北京医用离心机厂制造 : 4 ,6 > 13 ;, 8 液体闪烁仪 , ΙΑ 1 公司制造 。
Λ 8 水稻叶片和幼穗中辜酮和雌二醇含量的测定
实验材料 为杂交水稻 7 个组合的不育系和保持 系 , 即珍汕 9 和 1 、丛广 % 9 和 1
以及马协 9 和 1 。 种子 由武汉大学生命科学学院植物遗传所提供 。 种子用 自来水冲洗 , 室
温浸种 Ε < , 每夭换水 Ν 8 次 , 78 Ο 恒温催芽 7 < , 然后播于网室泥钵中 。 待秧苗长至 ! 叶
期移栽 , 不育系和保持系成对摆放 , 按常规管理 。 根据丁颖 〔‘。〕对水稻幼穗发育时期的划分
标准 , 通过幼穗的形态特征观察和镜检结果确定发育时期 。不育系和保持系的育性通过花
粉的 8 一Α − 染色情况 , 以及抽穗后的形态特征观察予以核实 。
在幼穗发育的第 8 次枝梗及颖花原基分化期 ∀ 皿 # 、花粉母细胞减数分裂期 ∀功 # 、花粉
内容物充实期 ∀孤 #和花粉完熟期 ∀珊 # , 取主茎倒 8 叶以及后 7 个发育时期的幼穗 , 剪碎放
入盛有无水乙醚的刻度管中 , 以后的处理按陶友保等〔川所研究出的方法进行 。 每一样品
从取材到制备成植物 幽类激素的 Γ Β1 = ∀明胶磷酸缓冲液 #溶液均有 8 批重复 , 将所得的
Γ Β1 = 溶液混合待测 。 放射免疫分析按试剂盒要求进行 , 但略有变动 , 即仅将 “离心之后倒
出上清液入闪烁瓶 ”改为离心之后取 ΔΚ Κ 拌Ι 上清液入 闪烁瓶 , 同一套组合的不育系 ∀9 #
和 保持系 ∀1 #的 & 个样品 ∀叶 #或 Δ 个样品 ∀穗 #的放射免疫分析在 同一批内进行 , 以利于
比较 。每一样品做 8 个平行管 , 每次实验均做 4 Π9 标准曲线 。所得数据通过 −(Φ 2; 一Κ 转换
来计算 , 最后的结果经萃取效率和稀释倍数校正 。
8 结果与分析
杂交水稻 7 个组合的不育系和保持系叶片和幼穗中皋酮和雌二醇含量见图 。
从图 一 , 8 看出 , 在 叶片中 , 珍汕 9 内的两种 街类性激素的含量 , 在大多数时期
内均高于珍汕 1 。 辜酮与雌二醇的比值∀Θ Ρ Σ # , 珍汕 9 在 Λ 龙8一 Λ %& 之间 , 珍汕 1
为 8 Λ 8 % Ν Λ % :在穗中 ,珍汕 9 的 Θ Ρ Σ 值为 Λ Δ一 Λ % & , 珍汕 1 为 Λ 8 Ν Λ 8 % 。 两
种 街类性激素在穗中与叶片中含量的比值 , 在珍汕 9 中 , 穗 中皋酮与叶片中攀酮含量
比值各时期平均为 Κ Λ 8 , 雌二醇 Κ Λ 87 :在珍汕 1 中 , 肇酮为 Κ Λ 87 , 雌二醇为 。Λ 8! 。
在图 一 7 , % 中 , 不论在叶片中还是在穗中 ,丛广 % 9 和 1 的两种 幽类性激素的水平
更 为相近 。 在叶片中 , Θ Ρ Σ 的 比值 , 丛广 %− 9 在 Λ 8 一 Λ !Κ 之间 , 丛广 % 1 为 Λ 8Δ 一
Λ %7 :在穗中 , 丛广 % 9 为 Λ Ν Λ 8 , 丛广 % 1 在 Λ 8Κ 一 Λ 8 之间 。两种 街类性激素在
穗 中与叶片中含量的 比值 , 在丛广 % 9 中 , 穗中肇酮与叶片中皋酮含量 比值为 Κ Λ 8% , 雌二
醇的 比值为 Κ Λ 8 ! 。 在丛广 % 1 中 , 肇酮的比值为 Κ Λ 8 % , 雌二醇为 Κ Λ 8 & 。
图 一 ! , Δ 说明 , 在叶片中 , 马协 9 和 1 中的聚酮和雌二醇含量基本一致 , 聚酮与雌
二醇的比值 , 马协 9 在 Λ 87 Ν Λ 7 之间 , 马协 1 为 Λ 8 一 Λ 7& :在穗中 , 皋酮与雌二醇含
量的比值 , 马协 9 为 Λ 一 Λ 7 , 马协 1 为 Λ Κ! 一 Λ 8Δ 。 两种 街类性激素在穗中与叶片
! Δ 武 汉 植 物 学 研 究 第 ! 卷
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吸 花粉内容物充实期 & Θ Ρ Ε ΣΝ((Ν≅ Κ ϑ ;Ι Κ Ε 0 Σ Γ0 ((Ε ≅ Λ < 返 花粉完熟期 & Θ Ρ Ε Ο ΝΓ Ε ϑ ; Ι Κ Ε 0 Σ Γ 0 ((Ε ≅ Λ
图 ∃ 珍汕 6?& 图 ∃一∃ , ΜΛ 、丛广 7∃ &图 ∃一5 , 7Λ 和马协 &图 ∃一2 ∀ +Λ 叶和穗中塞酮和雌二醉的含(
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第 期 陶友保等 ∃ 水稻体内两种凿类性激素的研究
中含量的 比值 , 辜酮的 比值 , 马协 9 和 1 分别为 Κ Λ 8! 和 。Λ 8% , 穗中雌二醇与叶片中含量
的 比值 , 马协 9 和 1 均为 Κ Λ 8 。
以上结果表 明 , 水稻体内存在 街类性激素 。 其中辜酮含量在 Κ Λ “ Ν 7 Λ & Τ Υ (− · Φ 一 ’
ςΧ 之间 , 雌二醇含量在 Κ Λ ! Ν 8 Λ Δ Τ Υ (− · Φ 一 ’ςΧ 之间 , 肇酮与雌二醇含量的比值大于
, 在 Λ Κ! Ν Λ ! 之间 。 另外 , 叶片中的辜酮和雌二醇的含量大大高于穗中 , 这似乎暗示叶
片是街类性激素的合成场所 , 穗中的幽类激素是由叶片中运输而来的 。 同时 , 两种当类性
激素在供试的 7 个水稻组合中 , 不育系和保持系没有明显的差异 。
7 讨论
植物 体 内 检 测 出 街、类激 素含 量 差 异 很 大 。 ϑ 3, + 等 ;−8 〕报道 石 榴种 子 含 雌 酮
% 拜Φ · > Φ 一 ’ , 而非 Μ 3 .;Υ , + + 等〔‘’〕所估计的 Υ Φ · > Φ 一 ’。 张劲松等 〔,〕认为造成含量不 同
的主要原因可能是检测方法不同 , 可靠性也不同 。 用 Γ Ο一 Η= 在开花菜豆的矮化植株和种
子中也显示了雌二醇的存在 , 且用4 Π9 估计其含量为 8一 Κ “Φ · > Φ 一‘〔‘·“ , 。 5 , < 3 + 一Α ∗ 3 0) −,
等∀! 〕用 4 Π9 定量 黑松花粉中雄烯二酮 、脱氢表肇酮和 攀酮分别为 Κ 、 !Κ 和 Κ 拼Φ ·
> Φ 一 ‘。 Ε 0, + Φ 等 〔, , &〕用 4 Π9 测定植物体内雌性激素含量在 Κ 一 “ Ν Κ 一 ’。Φ · Φ 一 ’ςΧ 水平 :杨
中汉等〔‘的用 Σ Ι Π= 9 测得雄性激素含量在 。一 , 一 Κ “ ‘Φ · Φ 一 ‘ ϑ Χ 水平 。 本实验测定水稻
叶片和幼穗中攀酮含量在 Κ Λ 一 Λ Κ% 拌Φ · >Φ 一‘ς/ 之间 , 雌二醇 Κ Λ Δ 一。Λ Δ 拜Φ · > Φ 一 ’
ς/ 。 这些结果与上述一些报道接近 , 且与公认的五大类激素中的 Π9 9 、 Γ 9 5 等的存在水
平相当 , 从一个方面暗示幽类物质有可能在植物体内行使激素之功能 。
但是 街类性激素对于植物发育的影响可能是异常复杂的 。普通激素亦是这样 , 如香瓜
的强雄系和强雌系植株释放的乙烯是等量的 , 然而乙烯促进雌性发育则为人们所公认 : 又
如光敏核不育水稻中内源的 Π9 9 含量在长 日照和短 日照条件下有很大的区别 , 但是用外
源 Π9 9 施用并不能改变其育性 。 ∋( +3 5 等〔%〕在重复外源街类性激素影响黄瓜和菠菜等植
物性别表现的实验也没有成功 。 因此 , 街类性激素参与植物生长发育的调节是复杂的 。 同
时 , 本试验中仅测定街类性激素中的两种 , 要作出它们与水稻雄性不育关系的结论还为时
过早 ,需要做进一步广泛而深入的研究 。
参 考 文 献
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张劲松 , 曹宗翼 Λ 植物中的当类激素及其功能 Λ 植物生理学通讯 , , 8 , ∀8 # ∃ & 一 &%
∋( + 3 5 ∋ Ι , 4 ( < < 23 > ∋ Γ Λ = ;3 ∗ ( 2< , − 3 5 ; ∗ ( Φ 3 + 5 , + < , + < ∗( Φ 3 + 5 2+ ∗ 3 −, ; 2( + ;( ∗ 3 Τ ∗ ( < ) 3 ;2[ 3 < 3 [ 3 −( Τ Υ 3 + ; 2+ 0 2Φ 03 ∗
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陈克成 , 贺晓蔚 , 肖栩华 Λ 长短 日照下农垦 ! ! 叶片和穗中雌雄性激素含量的变化 Λ 见 ∃ 肖栩 华主编 Λ 光 敏核不育水
稻的光周期及其生理学 Λ 武汉 ∃ 武汉大学 出版社 , 7 Λ 一 8 Κ%
。 丁颖 Λ 中国水稻栽培学 Λ 北京 ∃农业 出版社 、 _ Λ !7 Ν
+ 陶友保 , 陈克成 Λ 植物体内两种动物性激素的放射免疫分析法 Λ 武汉大学学报 ∀自然科学版 # , !∀ 生物物理专刊
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Δ 杨中汉 , 唐因 Λ 用直接竞争 Σ− −5 9 法检测花粉中的条酮 Λ 植物生理学通讯 , 7 , 8 , 以# ∃ 8 &一 8 &8
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