全 文 ：新疆雪莲芽分化过程蛋白质·可溶性糖含量及淀粉酶活性变化
徐春明1 , 赵 兵2　(1.北京工商大学化学与环境工程学院 ,北京市植物资源研究开发重点实验室 ,北京 100048;2.中国科学院过程工程研究
所 ,生化工程国家重点实验室 ,北京 100080)
摘要　[ 目的] 研究新疆雪莲分化过程中的生理生化变化。[方法] 将以雪莲无菌苗的叶片为外植体诱导的雪莲胚性愈伤组织置于MS
+2 mg/ LNAA+0.5 mg/L 6-BA(pH值为 5.85～ 5.90)培养基上进行培养 ,对培养过程中雪莲细胞可溶性蛋白含量 、可溶性糖、淀粉酶等参
数进行测定分析。[结果] 在新疆雪莲整个培养阶段 ,胚性愈伤组织中的蛋白质含量高于非胚性愈伤组织 ,可溶性糖保持稳定 ,仅在芽
分化阶段有一定的上升 ,α-淀粉酶活性保持稳定。胚性愈伤组织中的β-淀粉酶的活性均高于非胚性愈伤组织 ,这说明β-淀粉酶与细胞的
分化过程密切相关。β-淀粉酶在整个培养过程中呈现双峰曲线。第 1个峰出现在培养的开始阶段 ,第 2个峰出现在芽分化时期。[结
论] 该研究对研究新疆雪莲的高频再生具有重要的指导意义。
关键词　新疆雪莲;愈伤组织;蛋白质;可溶性糖;淀粉酶
中图分类号　S567.23+9　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)03-00969-02
Study on the Change of Protein and Soluble Sugar Contents and Amylase Activity of Xinjiang Saussurea Iinvolucrata during BudDifferentiation
XU Chun-ming et al　(Beijing Key Laboratory of Plant Resources Research and Development , College of Chemical and Environmental Engineering, Bei-
jing Technology and Business University , Beijing 100048)
Abstract　[ Objective] The aim was to study the change of physiology and biochemistry of Xinjiang Saussurea involucrata during differentiation.[ Method]
The embryogenic callus of S.involucrata induced by the explant that was from the leaves of S.involucrata aseptic seedlingswas put on themedium of MS
+2 mg/ LNAA+0.5 mg/L 6-BA(pH 5.85-5.90)to culture , the parameters of soluble protein content , soluble sugar and amylase etc.of S.involucrata
cells during culture process were determined and analyzed.[ Result] In thewhole culture process of Xinjiang S.involucrata , the protein content of embry-
onic callus were higher than those of non-embryonic ones , the soluble sugar content kept steady , only had some rise during bud differentiation;α-amylase ac-
tivity kept steady.The β-amylase activity in embryonic callus was all higher than that of non-embryonic callus , which indicated that β-amylase had a close
correlation with differentiation process of cells.β-amylase showed bimodal curve in thewhole culture process , the first peak appeared at the beginning stage
of culture, and the second peak presented at bud differentiation phase.[ Conclusion] The study had important guiding significance in the research of high
frequency regeneration of Xinjiang S.involucrata.
Key words　Xinjiang Saussurea involucrata;Callus;Protein;Soluble sugar;Amylase
作者简介　徐春明(1978-),男 ,山东临清人 ,博士 ,讲师 ,从事生物化
工方面研究。
收稿日期　2008-11-10
　　新疆雪莲(Saussurea involucrata Kar.et Kir)也叫雪莲花或
天山雪莲 ,是菊科(Compositae)凤毛菊属雪莲亚属的多年生草
本植物 ,是新疆的珍贵中草药之一[ 1-5] 。近年来 ,随着开发
利用雪莲滋补品热潮的兴起 ,人们对其需求量越来越大 ,引
发了对新疆雪莲的过度采挖 ,目前已被列入国家三级保护植
物名录。雪莲种子发芽率低 、生长缓慢 ,人工种植困难[ 6] ,利
用植物组织培养技术进行新疆雪莲的快速繁殖是一种行之
有效的方法 ,而新疆雪莲的分化过程是决定新疆雪莲快繁能
否成功的关键步骤之一 ,因此 ,了解分化过程中的生理生化
变化(如蛋白质含量 、蔗糖含量以及淀粉酶活性的变化)对于
新疆雪莲的高频再生具有重要的指导意义 。
1　材料与方法
1.1　试验材料　雪莲胚性愈伤组织以新疆维吾尔自治区巴
里坤县雪莲种子培育无菌苗 ,以叶为外植体诱导而获得的。
1.2　培养方法及条件　培养基利用MS+2 mg/L NAA+0.5
mg/L 6-BA , 0.5%琼脂 ,培养基的 pH值调至 5.85 ～ 5.90 ,然后
分装到 100ml的三角瓶中 ,每瓶装有 30ml培养基 ,在 1.06kg
压力下灭菌 20 min。灭菌后在超净工作台中接种雪莲细胞。
培养温度为(25±1)℃,光照周期每天 16 h ,光照强度 10
μmol/(m2·s),继代时间 30 d 。每 4d取样 1次 ,3次重复 ,对培
养过程中雪莲细胞可溶性蛋白含量 、可溶性糖 、淀粉酶等参
数进行测定分析。
1.3　测定方法
①可溶性蛋白的测定 。根据 Bradford所描述的方法进
行 ,用牛血清蛋白作为标准品 ,考马斯亮蓝G-250染色法测
定愈伤组织中的可溶性蛋白[ 7] 。②淀粉酶活性的测定 。淀
粉酶活性按照李合生的《植物生理生化实验原理和技术》方
法进行[ 8] 。③可溶性糖含量的测定。利用苯酚-硫酸试剂
可与游离的单糖或寡糖 、多糖中的己糖 、糖醛酸起呈色反应 ,
己糖在 490 nm处有最大吸收测定蔗糖的含量[ 9] 。
2　结果与分析
2.1　新疆雪莲芽分化过程中可溶性蛋白质的变化　新疆雪
莲胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织培养过程中可溶性蛋白
质的变化动态见图 1 。从图 1可以看出 ,在整个培养阶段胚
性愈伤组织中的蛋白质含量明显高于非胚性愈伤组织 ,而且
两者蛋白质含量的变化趋势很相似 ,都是蛋白质含量在缓慢
上升 ,在培养后半阶段达到最大值 ,在细胞培养的末期呈下降
的趋势。该结果与崔凯荣等对小麦细胞分化过程中胚性愈伤
组织和非胚性愈伤组织的蛋白质含量变化的动态相一致[ 10] ,
也说明大量的蛋白质合成是胚性愈伤组织分化的基础。
图 1　新疆雪莲芽分化过程可溶性蛋白质的变化
Fig.1　Changes of soluble protein during shoot regeneration process
of S.involucrate
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2009, 37(3):969-970　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　庆 　责任校对　傅真治
2.2　新疆雪莲芽分化过程中可溶性糖的变化　近年研究发
现 ,糖是植物生长发育和基因表达的重要调节因子 ,其不仅
是能量来源和结构物质 ,而且能够在植物体内调节渗透势 ,
并在信号转导中具有类似激素的初级信使作用。物质可溶
性糖含量反映了体内作为有效态营养物的碳水化合物和能
量水平 ,可溶性糖的积累一般出现在重要的发育转折期[ 11] 。
由图 2可知 ,在整个培养过程中 ,可溶性糖的变化幅度很小 ,
只是胚性愈伤组织在芽分化阶段可溶性糖的含量有一定的
上升 ,其他时期相比较非胚性愈伤组织可溶性糖的浓度没有
太大的差异 。可溶性糖在芽分化阶段升高是因为细胞将进
入迅速分裂阶段 ,这时细胞内大量合成糖类物质 ,为细胞分
化和发育提供物质和能量基础。
图2　新疆雪莲芽分化过程可溶性糖含量的变化
Fig.2　Changes of soluble saccharide content during shoot regenera-
tion process of S.involucrate
2.3　新疆雪莲芽分化过程中淀粉酶活性的变化　淀粉酶包
括几种催化特点不同的成员 ,其中α-淀粉酶随机地作用于淀
粉的非还原端 ,生成麦芽糖 、麦芽三糖 、糊精等还原糖 ,同时
使淀粉浆的粘度下降 ,因此又称液化酶;β-淀粉酶每次从淀粉
的非还原端切下一分子的麦芽糖 ,因此又称为糖化酶。
图 3　新疆雪莲芽分化过程α-淀粉酶活性的变化
Fig.3　Changes ofα-amylase activity during shoot regeneration pro-
cess of S.involucrata
　　从图 3可以看出 ,在整个培养过程中 2 种愈伤组织的
α-淀粉酶的活性没有明显的差异 ,而且在整个培养过程中的
活性基本保持稳定。
由图 4可知 ,在整个培养过程中胚性愈伤组织中的 β-淀
粉酶的活性均高于非胚性愈伤组织中的 β-淀粉酶活性 ,这说
明β-淀粉酶与细胞的分化过程密切相关。β-淀粉酶在整个培
养过程中呈现双峰曲线 ,第 1个峰出现在培养的开始阶段 ,
是因为在培养初期细胞吸收外界所提供的营养之前需要水解
自身的淀粉来提供能量的需求;第 2个峰出现在芽分化时期 ,
说明在这个时期细胞需要消耗大量的能量完成这个生理过程 ,
β-淀粉酶活性升高能够水解大量的淀粉为细胞的生理活动提
供能量。再生植株形成后 β-淀粉酶的活性又开始降低。相似
的结果也出现在伊贝母组织培养形态发生过程中[ 11] 。
图 4　新疆雪莲芽分化过程β-淀粉酶活性的变化
Fig.4　Changes of β-amylase activity during shoot regeneration pro-
cess of S.involucrate
3　结论
(1)在新疆雪莲芽分化培养阶段胚性愈伤组织中的蛋白
质含量明显高于非胚性愈伤组织。在整个培养阶段非胚性
愈伤组织和胚性愈伤组织蛋白质含量的变化都是蛋白质含
量在缓慢上升 ,在培养后半阶段达到最大值 ,在细胞培养的
末期呈下降的趋势。
(2)在整个培养过程中 ,可溶性糖的变化幅度很小 ,只是
胚性愈伤组织在芽分化阶段可溶性糖的含量有一定的上升 ,
其他时期相比较非胚性愈伤组织可溶性糖的浓度没有太大
的差异。
(3)在整个培养过程中 2种愈伤组织的α-淀粉酶的活性
没有明显的差异 ,而且在整个培养过程中的活性基本保持稳
定。胚性愈伤组织中的 β-淀粉酶的活性均高于非胚性愈伤
组织中的 β-淀粉酶活性 ,这说明 β-淀粉酶与细胞的分化过程
密切相关。β-淀粉酶在整个培养过程中呈现双峰曲线 ,第 1
个峰出现在培养的开始阶段 ,第 2个峰出现在芽分化时期。
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