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广西植物 Guihala 12(2)：177—181．May 1992
甘蔗幼叶脱分化及愈伤组织形成过程
中内源细胞分裂素和ABA的变化
奎星生 —童查墨 粱倩华 杨继华
(广西工学院轻纺系，拂州 545005)(广西师范大学生物系，桂林 )
。 z 7)
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摘要 甘蔗幼叶片，叶鞘和幼茎在含有2．4-D的培养条件下脱分化的情况有明 显差 异 它们
l除了在形态学上有区别外．这三种材料原有的细胞分裂索和ABA的水平明显不同。在幼叶片 脱分
化及愈伤组纲形成过程申．内源细胞分裂素~ABASJ7K平也发生了明显变化。据此我们认为在 甘
蔗组织培养中2．4—D可能通过调节内源激素的水平及其相互作用．引起培养物中某些生理 生 化 过
程发生 改变 ．从而进行脱分化和愈份组织形成。 ．
关键词竖 塑 ；逝冁 玉 玉米索桉苷 糖
甘蔗愈伤组织可以在仅含有2．4-D的培养基上诱导形成，愈伤组织转到分化培养基上 继
续培养可形成再生植株 (韩光禧等1983)。有报道表明内源细胞分裂素永平的 升 高与 细 胞
分裂活动加强有关 (Maohon_~．e和 Street 1972j Short和 Torrey 1972)。此 外，细 胞 分
裂素在胡萝 b体细胞胚胎发生中也有重要作 用 (Fujmura和 Kom~mine 1915)。 ABA除
了具有抑制植物生长的作用外，还具有刺激菊芋细胞分 裂 和 DNA台 成 (Minocha 1979)
以及烟草愈伤组织生长 (Kochhar 1979)和 烟 草 花 药胚状体产生 (Imamura和 Karada
1880)。本文通过测定甘蔗叶片脱分化和愈伤组织形成过程中内源玉米素，玉米 索 核 苷 和
ABA等水平的变化， 以探讨内源激素的变化与 2．4-D诱导甘蔗叶片脱分化及愈伤组织 再 分
化的关系。
螅 拽 与 方 法
供试甘蔗 品种为桂糖11号。取甘蔗尾梢，经70 酒精表面消毒后于无菌条件下，分别剥
取 自生长点0—7cm的负一叶叶鞘，负=、负三叶叶片，以及生长点以下 1 cm长的幼茎作为培
养材料。以上材料均切成2mm厚的薄片置于培养基上培养。诱导培养基为合有2．4-D 8 mg／L
的改 良N。培养基I继代培养基的2．4-D浓度降低为 2mg／L·分化培养基则完全去除2．4-D。
外源玉米素、ABA和吲噪乙酸(IAA)通过过滤灭菌添加。培 养 温度为25℃左 右l湿度60—
80 。诱导培养在暗室中进行。分化培养为光培养，每天光照12小时，光强度为1200lux。
’ 内源细胞分裂索和ABA的提取和测定：内源玉米素、玉米素核苷和ABA的提取按丁静等
(1979)的方法进行，样品经硅烷化处理后，用HP5890A型气相色谱仪测定，色谱柱为530vmlD
硅质柱。普氮为载气，流量为20ml·min～。测定AI埴时，检 测 室温 度290℃I气化室温度
200℃}柱箱温度，进样后在160℃恒温4分钟，然后程序升温到230℃，升温速度为10℃·min～o
测定 细胞分裂素时，检测室温度改为310℃，其余同上。进样量为 1 1，外标法测量。
实 验 结 果
一 、 不同外擅健脱分化的差异 甘蔗幼叶片、叶鞘和幼茎在羼导培养基上培养一天后，
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J7 8 广 西 植 物 12卷
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— — — — — — — — — 一 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — ～
都可见到吸水膨胀、伸长。第四天用解剖镜观察可见到切日附近长淡黄色的愈伤组织。培养
五到七天是外植体脱分化细胞分裂旺盛的时期。培养十一天后脱分化完成 (表 1)。但是这
三种外檀体产生愈伤组织的类型有明显的差别 (表 2) 外植体在没有 2．4一D的培养基上不
能脱分化c胚性愈伤组织转移到分化培养基上培养十五天可形成绿苗，而非胚 性 愈 伤 组 织
不能形成绿苗。
表 1．2．4～D诱导甘蔗叶鞘脱分化的时间进程-
2．4-D诱导时间(天 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 g l0 II
接 种 数(片) 31 30 1 36 30 26 34 28 25 2O 25 22
长愈伤组织数(片) 0 G T 9 12 2O 20 19 J8 22 2J
愈伤组织诱导率( ) 0 J3．3 19．d 19．4 3 0 46．2 58．8 7J
．4 76 90 88 95．5
·先在诱导培养基上培养，然后转到无2．4～D培养基上继续培养，时间共n天。
三种外植体除了在形态学上明显不同外，它们各自 表2．幼叶片、叶鞘和幼茎愈伤
原有的内源激素水平也明显不同 (表 8)。 组织类型的差异·
=、甘蔗幼叶脱分化过程 中内舔玉米素、玉米素棱
苷 和 船 A水平的变化 从 图 1、图2可见，内源玉米
索、皿米素核昔和 ABe．水平变化与叶片脱分化有着 密
切关系。在诱导培养前期，能脱分化的叶片和不能脱分
化的外植体，其内源玉米索、玉米素核苷 和ABA水 平
都是逐渐下降的。但是诱导培养三天后，内源玉米素和玉
米素核苷总水平的变化与 ABA 的变化不同。在叶 片脱
分化细胞分裂旺盛时期，脱分化叶片的内源玉米素和玉
米素核苷总水平在第三 天开始上升，第七天达到高峰，
以后下降，而 内源ABA 的水平在诱导的前五天一直是下
降的，第五天后开始上升 不能脱分化的叶片最初内源玉
米素和玉米素核苷总水平稍有回升，但其水平很低，以后
逐渐下降，而内源 ABA灼水平则在第三天开始 上升，
第五天达到最大，以后又迅速下降。
三、外源玉米素、ABA和IAA分别与2．4一D配
合对甘蔗叶片脱分 化的影响 试验
表明外加ABA对叶分化具有抑制
作用，并随ABA 的处理浓度提高，
抑翩作用加强，愈伤组织诱导率也
逐渐降低，但是外加ABA可 以相
对提高胚牲愈伤组织的 比 率 (表
4)。外加玉米素也可以促进叶片
脱分化．同时胚性愈伤组织的比率
也提高f表5)。IAA的添加对叶片
脱分化几乎没有什么作用(表6)。
·培养对Iflll天。
表 3．幼叶片．叶鞘和幼茎原有的内
源激素水平的站较 (单位：#g／g．F．W )
表4．ABA和 2．4曲 对甘蔗叶片脱分化的影响*
激素瞧台 (rag／L)
(片) (片) (片) 蓝一
2．4一D3 64 58 00．6 40 62．5 2．2t1
．4-D8+ABAo．ⅡA 6{ 60 03．8 37 57．8 L6{1
．4-D3+ABA 0．￡ 63 56 88．0 27 42．9 0．0；1
． 4一D3+ABAj l13 45 39．8 38 33．6 5．4‘1
． d—D3+ABA 93 12 12，7 9 9．7 3：1
·培养时间 1l天。
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2期 李军生等：甘蔗幼叶脱分化及愈仿组织形成过程中内源细胞分裂素和 ABA的变化 179
图 i 叶片脱分化过程中内源玉米索和玉米
素桉苷总水平的变化
Fig
．
1 Changes of endogenous zeatin
and zeatin riboside level during
Sugarcane leaf dedifferentiati0n
在植物组织培养中，为 了诱
导组织细胞脱分化和再分化，通常
需要加入适量 的外源激 素。本 实
验 的结果表明甘蔗外植体在 没 有
2．4-D的培养基上 ，不能脱分化。
但不同植物，甚至同种植物 的不
同器官或组织所需的激素种 类 和
数量差别很大。许多人认为造成这
一 差异，可能与材料本身的生理状
态特别是 内源激素代谢上的 不 同
有关 (上海植生所细胞室1978)。
本实验结果表明甘蔗叶 片，叶 鞘
和幼茎三种不 同的外植体在 相 同
的诱导培养基上脱分化的情 况 不
同。这表明外植体脱分化的差 异
除了与不同外植体的形 态、结 构
图 2 叶片脱分化过程中内源ABA水平的变化
Fi官．2 Changes of endogenous ABA
level during sugarcane leaf
dediffereatiation
表 5．玉米素和2．4一D对甘蔗叶片脱分化的影响·
⋯ )l I(片) (片) 筇 蔫 茹
·培养间时同表 4。
表6．IAA和2．4一D对甘蔗叶片脱分化的影响 *
·培养对间同表 4
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广 西 植 物 l2卷
不同有关外，还可能与生理状态不 同有关。在这里应该指出的是这三种材 料原有的内源激 素
水平的差别可能只造就了这三种材料脱分化不同的结果，而外植体 能 否 脱 分 化 则 取 决 于
2．4-D的诱导 以及 由此 引起的内源激素水平的变化 (图 1、图 2)。三种外植体只有 在 含有
2．4一D的诱导培养基上才能脱分化，而在不台2．4-D的培养基上不能脱分化，这说明 外 植 体
原有的内源激素只是脱分化的因素之一，外植体脱分化的完成还需外因的诱导，因此，在本 实
验 中，虽然幼叶片原有的内源细胞分裂素水平比幼茎和叶鞘的低，丽 ABA 的水平 比 幼茎和
叶鞘的高，但是以后由 2．4-D诱导引起的内源激素水平变化可能有利于愈伤组织的形成，而
叶鞘和幼茎的内源激素水平变化不如叶片的有利于愈伤组织生长发育，因而叶片的愈伤组 织
诱导率反而比幼茎和叶鞘的高。
Ernst等 (1984)在茴香的细胞培养中发现细胞分裂素水平的升高与细胞分裂素活 动 加
强有关。本实验也有类似的结果。在甘蔗叶片脱分化细胞分裂旺盛时期，叶片中内源细胞 分
裂素的水平是逐渐升高的，而对照的外植体内源细胞分裂素水平是逐渐降低的。此外，我 们
还发现在细胞旺盛分裂的前期，内源 ABA水平逐渐下降到最低，而此时对照的外植体 内 源
ABA水平较高。Inoae等 (1070)在水稻愈伤组织培养中观察到2．4-D的浓度提高后，培养
组织中内源细胞分裂素水平提高。据此，我们认为2．4一D诱导甘蔗叶片脱分化可能是通过 引
起内源细胞舟裂素和 ABA水平 的变化来进行的。外源玉米素和 ABA 的添加实验结果 可 以
进 一步说明这一点。
目前有关内源激素在植物组织培养中的作用尚未清楚，有待进一步探讨 。
参 考 文 献
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2期 李军生等：甘蔗劫叶脱分化及愈伤组织彤成过程中内谅细胞分裂素和ABA的变化 I81
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pea—root callus tissue．J．Exp．Bot．23：
in production in regulation to growth of
1099- I105．
CHANGES OF END0GEN0US CYTOKININS AND ABSCISIC
ACID(ABA)LEVELS DURING THE SUGARCANE LEAF
DEDIFFERENTIATJ0N AND CALLUS F0RMAT10N
Li JunshsnK
(Department of Light ＆ Textile Industry．Guangxi Institute
of Technology，Liuzhou~4S00S)
Li Chunyao，Liang Qianhun and Yang Jihua
(Department of Biology，Guangxi Teacher’g University,Guilin)
Abst raet Young leaf，sheath and stem segm ents are different in dedifferentiation
during sugarcane plant tissue culture in vitro．Leaf segments produce more embr~
ogenic callus than sheath and stem segments．This may be related with the bigher
Ieve1 of endogenous ABA and lower level of zeatin and seatin riboside in leaf than
in sheath and stem ．
Endogenous levels of zeatin．zea tin riboside and ABA were determ ined by useness
of gas chromatograph during callus induction and formation in sugarcane leaf tissue
culture During the ded ifferentiation of leaf segments，the total level of zeatin and
zeatin riboside gradually in crea sed along with increasing of cell division，and the
level of ABA decreased to the lowest point at 9th day of culture，and then gradually
increased from the 9th day on．It appeared tha C the sugarcane leaf segm ents dedif—
ferenthtion and callus formation in duced by 2．4一D may be related with the changes
of end ogenous 1evels of zeatin，zeatin riboside and ABA．
Key wo rds sugarcane；tissue culture；end ogenous hormone； zeatin ；zeatin riboslde；
abscisic acid rABA)
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