全 文 ：广 西植 物 G u h ia ia 16 (l ) : 7 7一80 199 6
T D Z 在植物组织培养中的作用 ’
徐华松 徐九龙 黄学林
(中山大学生物系 , 广州 5 10 2 7 5 )
摘 要 T D Z 是具有很强细胞分裂素活性的苯基脉衍生物 , 它对植物芽的增殖和再生 、 体细胞胚
胎发生等有重要的作用 . 本文对发现 T D Z 具有这些作用以来的近 20 年的研究作一评述 。
E F F E C T O F T D Z O N P L A N T T I S S U E C U L T U R E
X u H u a s o n X u J i u l o n g H u a n g X u e l i n
(D印 a r tme n t of B i o勿gy , Z ho ng S h a n nU iv e r s i ty , G u a n g z h o u 5 10 2 7 5 )
A b s tr a e t T D Z ( t h i d ia z u r o n )
,
th e m o s t a e t ive c y to k in in 一 li k e s u b s t a n e e 15 o n e o f P h e n y lu r e a a n d
h a s be e n s h o w n im po rt a n t e fe
e t o n s h o o t P or life ar t i o n a n d s h o o t o r g a n o g e n e s is o r s o m a t ie
e m b r y o g e n e s i s
, a n d 5 0 o n
.
T h i s a r t ic l e h a s e v a lu a t e d t h e s t u d ie s o n T D Z s in e e i st e fe
e t h a d
k i s co ve er d a b o u t 20 y e a r s
.
T D Z (t h id ia uz or n
, 唾二哇苯基脉 ) 是人工合成的苯基脉衍生物之一 , 197 6 年 Sch er in g
A G 最初用来作为棉花的落叶剂 , 随后 , M o k 等发现 T D Z 具有很强 的细胞分裂素活
性 l( 〕 , 浓度很低的 T D z 能促进利马豆 ( iL ma b ea n) 愈伤组织生长 。 以后 T D z 在植物芽
的器官发生 、 体细胞胚胎发生等中的作用相继被发现 。 T D Z 是苯基脉衍生物中在植物组织
培养上最具潜力 . 本文对 T D Z 在植物组织培养中的作用作一综述 。
1 T O Z 与芽的增殖和再生
1
.
1 T D z 与芽的增殖
K er sn 和 M e ye r 发现极低浓度的 T D Z ( 0 . 005 一 5拜m ) 可促进械树离体芽 的增殖 ;
N ie u w ke kr 等也发现低浓度 T D Z 促进苹果树离体芽的增殖 。 周俊彦等发现 , 用 T D Z
( .0 02 m g / L ) 和 B A ( 1 . o m g / L ) 处理榕树的离体芽进行对比实验 , T D z 处理所得芽 、 苗
数相当或超过 B A P 处理的 , T D Z 的浓度仅为 B A P 的 1 / 50 。 用油菜 、 红花械、 紫荆 、 朴
树 、 样木 、 苹果等为材料所做实验中也得到类似结果 , T D Z 浓度范围在 0 . 00 001 一 or
召m , 由此可见 , T D Z 具有极高的细胞分裂素活性 , 促进芽的增殖 。 T D Z 在对木本植物的
离体芽增殖时具有很显著的促进作用 。
19 95刁 4一 20 收稿
* 中山大学生物系九一级张海容同学参与部分工作 , 特此致谢!
78 广 西 植 物 16 卷
1
.
2 T D Z 与芽的再生
T ho m as 用 T D z 来诱导烟草愈伤组织 已分化出芽 , 但其活性低于 B A P 、 高于 K T 〔 2 〕 。
B at es 等用 10 拼m T D Z 处理白蜡树的子叶获得了再生芽 , 但用 B A 或玉米素诱导未能成
功 。 M a n t e 等人用 5一 1 2 . 5 拜m 诱导李子子叶 、 樱桃子叶及桃子子叶 ( 3 〕 , F io l a 等用 s 拜m 的
T D z 诱导悬钩子子叶 〔 4 〕均获得了再生芽 , 用相 同浓度的 T D z (5 月m ) 和 B A ( 5召m ) 处理
悬钩子子叶 , 得到芽的再生率和 中途退化率分别是 76 . 5% 、 8 . 8% 和 18 . 8% 、 13 . 5% 。 显
然 , T D Z 对植株芽的再生具有促进作用 。 在诱导芽再生时所用 T D Z 浓度范 围为 0 . 001 一
10 拜m , T D Z 临界浓度的确定在芽的繁殖 和再生 中至关重要 , 例如 : 低浓度 T D Z 或许仅
仅 促 进腋 芽 的 增 殖 , 而 高 浓度 的 T D Z 可 能 既 促 进 腋 芽增 殖 又 提 高 芽 的再 生 能
力 〔5, 6〕 . 选用的浓度因不同植物种类而异 , 与生长素配合使用效果更佳。
2 丁0 2 与愈伤组织的发生
B ur e 等用了 50 多种脉的衍生物处理烟草茎髓细胞 , 发现约有 30 0 种能诱导细胞分
裂 (7 〕 ; 用番木 瓜为材料 的实验中 , .0 002 m g / L T D z 的愈伤组织诱导 系数可大于 .2 0
m g / L Z IP 的 , T D Z 的活性是 Z IP 的近千倍 ; H u e t t e m a n 用 l一 5 0 尸m 的 T D Z 能促进黑胡
桃的愈伤组织形成而抑制腋芽生长 ; A hs b y 等用 1 尸m 以上的 T D Z , 同样可促进银枫树愈
伤组织生长而抑制腋芽生长 ; 我们用 1 尸m T D Z 处理葛芭子叶 , 产生的愈伤组织的量明显
大于用 .0 2 m g / L B A 的 (未发表 ) ; 但 1 00 户m T D Z 可能抑制黑胡桃愈伤组织生长 , 该浓
度也是白蜡树的致死剂量 ( 8 〕 . 因此 , 选用 T D z 应该注意其浓度大小 。
3 丁0 2 与体胚发生
S et w ar d 认为全能性是体细胞在其生命周期 中的基本特性 , 体细胞胚胎发生是比器官发
生增殖速率更快 、 效果更好的一条植株再生途径 。 早期曾研究过野胡萝 卜 (9 〕 、 玉蜀黍 、 小
麦的体胚发生 , 愈伤组织和体胚发生通常是用 2 , 4一D 或其他一些生长素诱导产生的 ; 而在
其它一些植物中 , 例如旱芹 〔 ’ ” 〕 、 蕃茄 川 〕 中 , 体胚发生需要生长素和细胞分裂素同时存
在 。
199 2 年 s a x e n a 等首次用 T o z ( 10 拜m ) 诱导 出完整花生幼苗的体胚发生 ( ’ 2 〕 , v i s s e r 等
把 T D Z (0 . 2一 10拜m ) 与 IA A ( l召m ) 和 B A P (8召m ) 与 IA A ( l 召m ) 配合使用来处理天竺葵下
胚轴 , 发现 B A P 与 I A A 诱导体胚产生的效率低于 T D Z 与 IA A 的 ; 而 B at es 等人把 T D Z
(0
.
1拜m 或 1 . 0召m )与 2 , 4一D ( or 拜m ) 结合使用 , 能诱导出白蜡树的体胚发生 〔 ” 〕 ; 白蜡树的
体胚发生曾报道过用 B A 和 2 , 4一D 来诱导 。 显然 , T D Z 能代替 B A , 诱导天竺葵 、 白蜡
树 、 花生的体胚发生 , 且浓度低于 B A 。 用 T D Z 来诱导体胚发生 , 对黑胡桃 、 · 悬钩子 、 葡
萄 〔 ’ 4 〕等植物也曾报道过 , 最近 , 周俊彦等又成功地用 T D z (0 . 009 # m ) 与 2 , 4一D 诱导乌敬
毒的体胚发生 , 虽然用细胞分裂素 B A ( .0 23 拜m ) 与 2 , 4一 D 同样可 以诱导 出乌豉毒的体胚
发生 , 但用 T D Z 的浓度仅为 B A 的 1 / 2 5 。
有关 T D Z 诱导植物体胚发生成功的报道没有 T D Z 诱导植物芽增殖和再生那么普遍 ,
说明 T D Z 诱导植物体胚发生的能力低于 T D Z 诱导芽的增殖和再生的能力 。
4 丁0 2 与生根
从 F as ol o 等人 〔” 〕和 Y us in at 等人 〔 ’ 6 〕 的实验结果来看 , T D z 似乎并未抑制不定芽的
1期 徐华松等 : T D Z 在植物组织培养中的作用 79
生根 。 G r a y 和 B e n t o n 在生根培养基中分别加 0 . 5 户m T D Z 和 5 拜m B A , 对圆叶葡萄的不
定芽进行生根对比实验 , T D Z 和 B A 处理的生根率分别是 8% 和 3 4% 。 rP e e 和 Im el 用
10 拜m T D Z 和 25一 7 5 井m Z IP 对杜鹃花进行生根对比实验 , T D Z 和 ZIP 的生根率分别是 0%
一 7 3% 和 7 4% 一 100% 〔 ’ 7 〕 . 可见 , T D z 降低了生根率 。
5 丁0 2 与原生质体培养
T D Z 用在这方面 的报道较少 , M a r i e 等在培养基中加人 T D Z ( 0 . 0 5 拜m ) 与 2 , 4一D
( 14 拜m)
, 是维持白杨树正常原生质体诱发细胞团产生所必需的 〔“ 〕 ; M c o w n 等先用基因
枪把外源基因打到白杨树中 , 培养在含 T D Z ( 0 . 1 拼m ) 的培养基中 , 发现 T D Z 有利于外源
基因整合到受体中去 . S er er s 等在大果越桔上用 T D Z ( 1 井m ) 做的实验中也得出同样结
果 〔 , 9 〕 。
从几例成功的实例中 , 可知道 T D Z 在原生质体培养及外源基因导人等方面起着重要的
作用 。
6 丁0 2 引起的一些特殊生理现象
6
.
1 促进乙烯的产生
S ut U e 用 T D Z 处理虹豆黄化苗下胚轴 , 4 小时后乙烯释放量明显高于对照 , 并且组织
中游离 A C C 含量 、 A C C 合成酶和乙烯形成酶 (E F E ) 都高于对照 , S ut it e 也曾用 or o 拜m
T D Z 处理棉花幼苗 , 24 h 内乙烯释放量即大幅度增加 , 并证明乙烯释放量的增加纯由 T D Z
作用所引起 , 而与组织受伤或加速衰老无关 〔2” 〕 。 Y IP 等人用甄豆下胚轴和小麦萎蔫叶为材
料 , 发现 T D z 诱发乙烯产量的增加可与 I A A 和 c a +2 协同进行 , 乙烯释放量的增加远大于
B A (P
2 , 〕 。 黄学林等人 ( 23) 用 T D z 处理首楷叶柄 , 发现愈伤组织变绿变硬 , 出现管状分子
和芽原基分化 , 体胚发生能力丧失 , 同时伴有乙烯生成 , 但乙烯形成酶 ( E F E ) 的抑制剂
C o C I: 可逆转 T D Z 的上述作用 , 并恢复愈伤组织的体胚发生能力 。
6
.
2 玻璃化
玻璃化现象易发生于培养基中生长素与细胞分裂素不平衡的培养或植物细胞壁纤维化程
度较差的组织中 , 常伴有乙烯的积累 , T D Z 的浓度增加到一定程度可使玻璃化发生率
提高 〔 23 〕 。 玻璃化现象的产生对植物组织培养十分不利 , 克服的办法除控制 T D z 的浓度
外 , 把产生 了玻璃化的芽再转人芽增殖培养基中 , 但只是一种补救办法 。
6
.
3 扁化现象
扁化现象的特征是几个芽合并在一起成扁平状 , 常发生在 T D Z 处理时间过长的培养基
中 , 曾对银枫树 〔 24 〕 、 白蜡树等有过类似的报道 , 有人认为苯基脉衍生物是导致扁化现象的
主要物质。 是否正确? 是将来值得探讨的问题。
7 丁0 2 具有高细胞分裂素活性作用机理的探讨
T D Z 在芽的增殖与再生 、 愈伤组织的生长 、 体细胞胚胎发生以及原生质体培养等方面
起着一定的作用 , 其机理怎样 ? C a pe le 等认为 T D Z 可 以引起细胞分裂素的积累或合
成 〔25 〕 , T h o m as 和 K a fe mr a n 实验证明 T D z 可诱导细胞分裂素的生物合成 , 并发现 T D z
可抑制内源生长素的降解 〔26 〕 , c a pe le 等发现 , T D z 可使 c T K 核糖核昔酸迅速转变为核
昔 , 而玉米素则正好相反 , 一般认为 C T K 核昔 的活性高于 c T K 核昔酸 〔 27 〕 。 M o k 和
8 0 广 西 植 物 16 卷
Mo k曾用 ` 4c 标记 T D z后加人培养基中诱导黄豆的愈伤组织 , 培养 3 天后 , 大部分标记
物仍在 T D Z 分子上 , 部分 T D Z 被黄豆组织糖基化 , 可能失活或暂时贮存起来 , 一旦转到
新的培养基 , 组织中结合的 T D z 就释放出来 (28 〕 。
以上对 T D Z 具有的高细胞分裂素活性机理作了部分解释 , 但仍有不完善的地方 , 尤其
在分子水平上尚未有实验证据和解释 。
参 考 文 献
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