全 文 ：2种桉属树种插条中酚类物质及相关酶活性差异研究
姚瑞玲 1 ,项东云1 ,陈健波 1 ,梁小春 2　(1.广西林业科学研究院 ,广西南宁 530002;2.广西大学林学院 ,广西南宁 530004)
摘要　[目的 ] 为加快邓恩桉的推广提供理论基础。[方法] 以邓恩桉(Eucalyptusdunni)和尾巨桉无性系 U9(E.urophyla×E.Grandis.
U9)为试材 ,研究了 2种桉属树种插条中的酚类物质以及相关酶活性的差异。[结果] 2种桉属树种插条中的酚类物质含量及吲哚乙酸
氧化酶(IAAO)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性差异显著。与U9相比 ,邓恩桉插条中酚类物质含量及POD活性较高 ,而
IAAO、PPO活性较低。[结论] 插条中较高含量的酚类物质及相关氧化酶活性差异可能是导致邓恩桉扦插生根困难的重要因素。
关键词　邓恩桉;酚类物质;酶活性
中图分类号　S792.39　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)32-18198-02
DifferencesinPhenolicCompoundsandRelatedEnzymeActivitiesbetween2EucalyptusSpecies
YAORui-lingetal　(GuangxiForestryResearchInstitute, Nanning, Guangxi530002)
Abstract　[ Objective] TheaimwastoprovidetheoreticalbasisforspeedingupthepopularizationofEucalyptusdunni.[ Method] Differ-
encesinphenoliccompoundsandrelatedenzymeactivitiesbetweenhardrootingEucalyptusdunniiandeasilyrootingE.urophylla×E.grandis
clone(U9)werestudied.[ Result] Thereweresignificantdiferencesincontentsofphenoliccompoundsandactivitiesofindoleaceticacid
oxidase(IAAO), andperoxidase(POD)andpolyphenoloxidase(PPO)betweenthe2 Eucalyptusspecies.ComparedwithU9, contentsof
phenoliccompoundsandPODactivityofEucalyptusdunniicutingswererelativelyhigh, whileactivitiesofIAAOandPPOwererelativelylow.
[ Conclusion] MorephenoliccompoundsanddifferencesinrelatedenzymeactivitiesmightbethemajorfactorstoresultinhardrootingofE.
dunnicutting.
Keywords　Eucalyptusdunni;Phenoliccompound;Enzymeactivity
基金项目　国家 “ 948”项目(2006-4-66);广西林科院业务费资助项目
(林科 200902)。
作者简介　姚瑞玲(1979-),女 ,贵州施秉人 , 博士 ,工程师 ,从事林木
定向培育技术及遗传改良研究。
收稿日期　 2010-08-05
　　邓恩桉(Eucalyptusdunni)属桃金娘科桉属树种 ,由于其
生长迅速 、材质好 、抗寒能力强 ,具有广阔的栽培前景。但由
于其开花结实困难 、种子昂贵 、产量低等因素 ,邓恩桉的推广
种植在很大程度上受到了制约 [ 1] 。许多学者试图用扦插方
法进行无性繁殖 [ 2-3] ,但目前尚未见邓恩桉扦插成功的报
道 。研究发现 ,植物体内酚类物质含量及相关氧化酶活性被
认为是导致植物扦插生根困难与否的重要因素 [ 4-7] 。基于
此 ,笔者以扦插生根困难的邓恩桉及扦插易生根的尾巨桉无
性系 U9为试验材料 ,对其酚类物质含量及相关氧化酶活性
差异进行了研究 ,以期阐明 2种桉属树种的扦插生根机制 ,
为加快邓恩桉的推广提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料　以 1年生邓恩桉播种苗 、尾巨桉无性系 U9组培
苗为研究对象 , 2009年 5月进行截顶 , 2个月后选取生长一
致 、健壮的半木质化插穗作为试验材料。
1.2　方法
1.2.1　酚类物质含量的测定 。分别从室外采集邓恩桉及
U9插穗 ,称取 5g左右 ,剪碎 ,于研钵中研磨成浆 ,其间按每
克鲜材料加入 1 ml甲醇溶液进行提取。最后用蒸馏水稀释 、
过滤 、定容 ,待用。取 10 μl一定浓度的待测液(适当稀释
后)置于 10ml刻度试管中 ,以蒸馏水为对照 ,加入 6 ml蒸馏
水及 2.5mlFolin-Denis试剂 ,用力摇匀 , 3min后加入 1ml饱
和碳酸钠溶液 ,再加蒸馏水使终体积为 10 ml;摇匀后室温下
保持 1 h,于分光光度计中测定吸光度 ,测定波长为 725 nm。
同时 ,配制浓度为 0、1.1、2.2、3.3、4.4、5.5、6.6、7.7μg/ml的
没食子酸溶液 ,按上述方法测定吸光度 ,绘制标准曲线并拟
合直线回归方程 ,根据直线方程计算各样品的总酚含量。
1.2.2　酶活性的测定。吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性参照
张志良的方法测定 [ 8] ;多酚氧化酶(PPO)活性参照 Park等的
方法测定 [ 9];过氧化物酶 (POD)活性参照李合生的方法
测定 [ 10] 。
1.3　数据处理　利用 Excel进行绘图 ,用 SPSS13.0软件进
行分析 。
2　结果与分析
2.1　酚类物质含量的差异　酚类物质被许多学者认为是导
致植物生根困难的主要抑制物 [ 4-7 , 11-13] 。经测定 , 2种桉属
树种浸提液中酚类物质含量差异明显。其中 ,邓恩桉插条浸
提液中酚类物质的含量明显偏多 ,达(69.92±1.11)mg/g,为
U9[ (24.73±3.63)mg/g]的 2.83倍 。
2.2　酶活性的差异
2.2.1　吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性。IAAO是降解生长素
(IAA)的专一酶 ,通过调节植物体内 IAA含量而影响扦插繁
殖的生根情况 ,是扦插生根的重要生物酶 [ 14] 。由图 1可知 ,
邓恩桉和 U9插条中 IAAO活性间差异显著。与 U9相比 ,邓
恩桉插条中 IAAO活性明显偏低。研究发现 ,植物扦插不定
根的形成初期可分为 2个阶段 ,即生长素敏感阶段和不敏感
阶段。在不定根诱导 、形成期 , IAAO活性高而 IAA水平降
低 ,有利于不定根的形成;而不定根形成后 , IAAO活性变弱 ,
IAA含量升高 [ 14] 。邓恩桉插穗 IAAO活性较低 ,在扦插繁殖
过程中 ,对 IAA含量调节作用不明显 。因此 ,无论邓恩桉插
穗内 IAA含量较高或较低 ,低活性的 IAAO对邓恩桉扦插不
定根的诱导及形成作用不明显。相反 , U9插条中 IAAO活性
较高 ,降低了扦插初期 IAA的含量 ,诱导了不定根的形成 ,从
而有效提高了其扦插繁殖的生根率。
2.2.2　过氧化物酶(POD)活性 。在植物扦插生根过程中 ,
POD有两个重要的生理功能 。一方面 ,氧化 IAA消除植物体
内过多的 IAA,这与 IAAO功能相似。因此 ,较高 POD活性
在扦插初期有利于插穗根原基的诱导。但另一方面 , POD能
责任编辑　乔利利　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(32):18198-18199, 18201
图 1　2种桉属树种插条中吲哚乙酸氧化酶活性
Fig.1　IAAOactivityintwospeciesofEucalyptuscutings
促进木质化 ,从而导致插穗木质化而使生根困难 [ 14] 。由图 2
可知 ,邓恩桉及 U9插条中 POD活性差异明显。其中 ,邓恩
桉插条中 POD活性是 U9的 4.75倍。一般情况下 , U9在不
添加外源激素条件下其生根率也较高 ,说明较低活性的 POD
对其插穗内 IAA含量影响较小。而邓恩桉扦插生根较 U9困
难 ,可能是由于插条中过高活性的 POD使 IAA含量下降 ,并
促进插穗木质化所致。
图 2　2种桉属树种插条中过氧化物酶活性
Fig.2　PODactivityintwospeciesofEucalyptuscutings
2.2.3　多酚氧化酶(PPO)活性。PPO活性与林木插穗生根
关系密切。据报道 , PPO能催化酚类物质与 IAA形成一种
“IAA-酚酸复合物 ”[ 14] 。这种复合物是一种生根辅助因子 ,
图 3　2种桉属树种插条中多酚氧化酶活性
Fig.3　PPOactivityintwospeciesofEucalyptuscuttings
能促进愈伤组织的分化和不定根的形成 [ 15] 。由图 3可知 ,邓
恩桉及 U9插条中 PPO活性差异明显。与 U9相比 ,邓恩桉
插条中 PPO活性明显较弱。U9具有较强的 PPO活性 ,说明
在扦插繁殖生根过程中 ,其 PPO催化酚类物质与 IAA形成
生根辅助因子的潜力较大 ,进而有利于不定根的形成和发
育 。邓恩桉插条中 PPO的活性较弱 ,说明其催化生成生根辅
助因子的能力较弱 ,进而造成酚类物质的积累 。由表 1可
知 ,邓恩桉插条中酚类物质含量较高 ,与该结果相吻合。因
此 ,较低活性的多酚氧化酶也可能是导致邓恩桉扦插繁殖生
根较 U9困难的重要因素。
3　结论与讨论
该研究表明 ,邓恩桉和 U9插条中酚类物质含量及相关
酶活性间差异显著。其中 ,邓恩桉插条中酚类物质含量及
POD活性较高 ,而 IAAO、PPO活性较低。这说明 ,插条中较
高含量的酚类物质及相关氧化酶活性差异可能是导致邓恩
桉扦插生根困难的重要因素 。
植物是一个有机整体 ,氧化酶复杂多样 , IAAO、POD和
PPO3种酶的作用也不是孤立的 ,不能根据某一种或几种酶
的单一代谢过程来判断其插穗生根的难易 。其中 , IAAO直
接影响插条中 IAA含量进而调控植物扦插生根;POD通过调
节插穗内 IAA含量水平及促进木质化而影响扦插生根;而
PPO一方面可促进形成生根辅助因子 ,另一方面可调节插穗
内酚类物质含量 ,从而影响扦插生根情况 [ 14-15] 。植物扦插
生根过程中 ,这些与生根密切相关的酶活性呈现一定的变化
规律。此外 ,由于植物本身的自动调节机制 ,能调节分配相
关酶的生理代谢功能。如何采取人为措施来进行这种植物
自我调节机制的干预 ,将是改善植物扦插繁殖生根困难的有
效途径 。因此 ,如何调控与邓恩桉扦插生根密切相关的氧化
酶活性及其体内的生根抑制物质含量将成为下一步的研究
重点。
参考文献
[ 1] 姚瑞玲 ,项东云 ,陈健波,等.邓恩桉同砧长枝嫁接育苗新技术[ J].林
业实用技术 , 2009(7):32-33.
[ 2] 林成立.邓恩桉扦插繁殖试验 [ J].福建林业科技 , 2005, 32(2):80-84.
[ 3] 林彦,谢耀坚.邓恩桉组织培养技术研究[ J] .桉树科技, 2007, 24(1):16-21.
[ 4] 程广有.紫杉插穗中生根抑制物的鉴定[ J].北华大学学报:自然科学
版, 2000, 1(2):163-166.
[ 5] 何光训.土壤酚类物质引起植物中毒的植物生理原因 [ J].浙江林学院
学报, 1992, 9(3):339-344.
[ 6] 刘卫东 ,周莹,孙汉洲.桉树扦插生根过程中抑制物的研究[ J].经济林
研究, 1998, 16(4):16-19.
[ 7] 杨晓玲 ,张建文 ,刘永军,等.马铃薯块茎发芽过程中酚类物质含量及
其相关酶活性的变化 [ J].植物生理学通讯, 2002, 38(4):347-348.[ 8] 张志良.植物生理学实验指导 [ M].2版.北京:高等教育出版社 , 2003.
[ 9] PARKYK, SATOHH, ALMEIDTD,etal.Polyphenoloxidaseofmango
(Mangiferaindicavar.Haden)[J] .JFoodSci, 1980, 45:1619-1621.
[ 10] 李合生.植物生理生化实验原理和技术 [ M] .北京:高等教育出版社,
2000.
[ 11] 季孔庶,王章荣,陈天华,等.马尾松插穗内源抑制物质的研究 [ J] .林
业科学, 1997, 33(2):142-151.
[ 12] 季孔庶,王章荣,陈天华,等.马尾松种源与内源生根抑制物的相关性
[ J].南京林业大学学报:自然科学版 , 2002, 26(2):24-28.
[ 13] 黄卓烈,林韶湘,谭绍满.桉树体内的生根抑制物质研究综述[ J].林业科学研究, 1994, 7(3):319-324.[ 14] HAISSIGBE.Influencesof
auxinsandauxinsynergistsonadventitiousprimordiuminitiationandde-
velopment[J].NZJForSci, 1974(4):311-323.
[ 15] BASSUKNL,HUNTERLD, HOWARDBH.Theapparentofpolyphenol
oxidaseandphloridzinintheproductionofapplerootingcofactors[J].J
HortSci, 1981, 56(4):313-322.
[ 16] 陈懿 ,汤洪敏 ,樊明涛.二甲基亚砜对酪氨酸酶活性影响的研究 [ J].
畜牧与饲料科学, 2009, 30(6):1-3.
[ 17]刘遵春 ,包东娥 ,廖明安.梨基因组DNA提取方法比较研究 [ J].华北农学报, 2006, 21(4):52-54.
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1819938卷 32期　　　　　　　　　　　　　姚瑞玲等　2种桉属树种插条中酚类物质及相关酶活性差异研究
2.2　NH4 NO3浓度对大果紫檀试管苗玻璃化影响　试验表
明 ,当 NH4NO3浓度分别为 1.00、0.75、0.50、0.25 MS时 ,玻璃
化率分别为 26.6%、23.3%、16.7%、16.7%,说明 NH4NO3对大
果紫檀试管苗玻璃化也有一定的影响 ,当培养基中 NH4NO3
的浓度下降到 0.5MS时 ,试管苗玻璃化比例下降了近 10%。
因此 ,培养基中氨态氮含量过高可能也是导致大果紫檀试管
苗出现玻璃化原因之一 。周菊华等也报道在培养基中减去
NH4NO3能显著降低玻璃苗的发生频率 [ 3] 。苹果的组培研究
表明 ,一定范围内降低培养基中氨态氮的比例有利于防止或
减轻玻璃苗发生 [ 4] 。在四倍体西瓜的工厂化生产过程中 ,
MS培养基中 NH4NO3的浓度减半可有效控制试管苗玻璃化
现象 [ 5] 。可见在许多植物中都存在培养基中由于 NH+4 离子
过多而导致试管苗出现玻璃化现象 。
2.3　Ca(NO3)2对大果紫檀试管苗玻璃化影响　该试验结
果表明 ,当 Ca(NO3 )2的浓度分别为 0、282.4、564.8 mg/L
时 ,其玻璃化率分别为 16.7%、16.7%和 13.3%,表明培养基
中加入一定量的 Ca(NO3 )2 能改善大果紫檀试管苗玻璃化
现象。在非洲菊的组培研究中也有报道 ,增加培养基中 Ca2+
的浓度能降低玻璃化苗的比例 [ 6] 。因此 ,通常认为适当提高
培养基中 Ca2+的浓度 ,有利于控制玻璃苗的发生 [ 2] 。但
Ca2+的浓度变化对玻璃苗的影响在不同植物中具有一定的
差异性。如有研究者报道 ,在香石竹的组培中提高培养基中
Ca2+的浓度 ,有助于正常试管苗的形成 ,而在洋蓟的培养中
却发现 Ca2+的浓度的变化对玻璃化现象没有影响 [ 7] 。
3　结论与讨论
激素 、NH+4 离子浓度及 Ca2+离子浓度均能影响大果紫
檀试管苗玻璃化的比例 。但激素的种类及浓度是导致大果
紫檀试管苗出现玻璃化的最主要因素 。KT不易导致大果紫
檀试管苗出现玻璃化 ,与其他植物组培中的结论相同 ,如酸
樱桃 [ 8] 、鸡冠花 [ 9]等。然而 , KT的增殖效率很低 ,而且苗的
生长状态不佳 ,所以并不适合作为大果紫檀的丛芽诱导激
素 。在相同浓度下 , 6-BA的增殖效率显然比 KT高 ,但也导
致大果紫檀试管苗出现一定比例的玻璃化。与 TDZ相比 ,尽
管 6-BA的使用浓度是 TDZ的 10倍 ,但增殖效率却只有 TDZ
的 1/3,当然 TDZ诱发试管苗出现玻璃化的比例也远高于 6
-BA。这一结果与吴丽君 [ 10]在红叶石楠组培快繁效率研究
中的结果类似。大果紫檀对 TDZ显然很敏感 ,较低浓度的
TDZ(0.05 mg/L)就能诱导大量的大果紫檀试管苗增殖 ,但
同时也导致高达 56.7%的试管苗出现玻璃化 ,部分试管苗还
出现了扁化现象 ,这说明 TDZ的生物活性相当高 ,应采用较
低的浓度以避免试管苗出现生长异常的情况。张小红等在
研究 TDZ对香椿愈伤组织诱导及芽增殖生长的影响中也发
现当 TDZ的质量浓度低于 0.01mg/L时 ,对香椿腋芽的增殖
生长表现出较好的促进作用 ,而高于这一质量浓度则开始抑
制生长 ,并出现玻璃化苗和变态苗 [ 11] 。TDZ(thidiazuron,噻
二唑苯基脲)是人工合成的苯基脲衍生物之一 ,在 20世纪 70
年代开始用于植物组织培养研究 ,被证明在对木本植物的离
体芽增殖具有很显著的促进作用 ,但同时也容易引起培养植
物出现玻璃化和扁化现象 [ 12] 。对大果紫檀而言 , TDZ不仅
可以促进增殖 ,还具有保绿的作用 。以 KT、6-BA为激素诱导
的试管苗都会逐渐出现幼叶枯黄的现象 ,而 TDZ诱导的增殖
苗没有这种现象 ,其原因尚还需从生理生化或分子生物学角
度做进一步研究 。
参考文献
[ 1] 王伟民 ,杨曾奖.珍贵红木树种———大果紫檀简介 [ J].广东林业科技,
2006, 22(3):145-146.
[ 2] 梁海曼 ,周菊华.试管苗玻璃化现象的生理生化和机理探讨 [ J].武汉
植物学研究 , 1994, 12(3):281-286.
[ 3] 周菊华 ,林证明,梁海曼.控制瑞香试管苗玻璃化的研究 [ J].园艺学
报, 1990, 17(8):229-232.
[ 4] 程家胜 ,吏永惠 ,张志云,等.苹果组织培养中的玻璃苗问题 [ J] .植物
生理学通讯 , 1990(1):33-35.
[ 5] 商宏莉 ,郭启高 ,宋明,等.解决四倍体西瓜工厂化生产中常见问题的
途径[ J].西南农业大学学报, 2002, 24(6):525-528.
[ 6] 赵佐敏.非洲菊组培苗玻璃化控制研究初报 [ J].贵州农业科学, 2005,
33(3):77.
[ 7] 卜学贤 ,陈维伦.试管苗玻璃化现象[ J] .植物生理学通讯, 1987(5):15.
[ 8] 杨振国 ,孟庆繁 ,唐晓杰,等.酸樱桃组织培养中试管苗玻璃化的发生
与防止 [ J] .经济林研究, 2004, 22(2):47-48.
[ 9] 周俊辉 ,陈志强 ,余卓玲,等.鸡冠花离体培养中的玻璃化现象及其控
制的初步研究[ J].江西农业学报, 2006, 18(4):88-90.
[ 10] 吴丽君.TDZ和GA3对提高红叶石楠组培快繁效率的研究 [ J].福建
农业学报 , 2008, 23(2):186-190.
[ 11] 张小红,张红燕,武军 ,等.TDZ对香椿愈伤组织诱导及芽增殖生长等
的影响[ J].西北农林科技大学学报:自然科学版 , 2002, 30(5):35-
39.
[ 12] 徐华松,徐九龙,黄学林.TDZ在植物组织培养中的作用 [ J].广西植
物, 1996, 16(1):77-80.
(上接第 18199页)
[ 18] 张鑫,杜国强,师校欣, 等.适宜苹果组培苗总 RNA提取方法的研究
[ J].华北农学报, 2006, 21(S1):54-57.
[ 19] 富丰珍, 冷平生 , 蒋湘宁 , 等.阿月浑子中酚类物质提取方法
与气相色谱-质谱分析 [ J].华北农学报 , 2007, 22(S1):211-213.
1820138卷 32期　　　　　　　　　　　　　　　　　李湘阳等　大果紫檀试管苗玻璃化影响因子的研究