植物細胞包被系統(tǒng)酸性降解及生物學效應.pdf

1、本文以煙草葉片為培養(yǎng)材料，進行愈傷組織誘導培養(yǎng)試驗，研究植物細胞包被系統(tǒng)酸性降解。利用光學顯微鏡、透射電鏡、原子力顯微鏡和熒光顯微鏡觀察整個愈傷組織誘導過程中細胞包被系統(tǒng)的形態(tài)學變化。應用酶聯(lián)免疫法(ELISA)和高效液相色譜法同步檢測培養(yǎng)材料的細胞內源激素和單糖、多糖含量變化。探討植物細胞發(fā)生脫分化的外部環(huán)境條件和細胞內所發(fā)生的生物學效應。研究發(fā)現(xiàn)在酸性培養(yǎng)基上植物材料的細胞包被系統(tǒng)發(fā)生酸性降解是細胞發(fā)生脫分化的關鍵環(huán)節(jié)。 分

2、別取兩種培養(yǎng)條件下的正常煙草葉片，即盆栽實生苗和組培繼代苗的葉片外植體進行誘導培養(yǎng)。在愈傷誘導培養(yǎng)過程中，使用激光共聚焦顯微鏡和pH計同步測定了發(fā)生脫分化過程中細胞內和培養(yǎng)基的pH值。發(fā)現(xiàn)在煙草葉片外植體愈傷組織誘導過程中，盆栽實生苗和組培繼代苗的培養(yǎng)基的初始pH值低于正常細胞內的pH值，說明進行誘導培養(yǎng)的外植體細胞生長于酸性條件下。并且利用光學顯微鏡、透射電鏡、原子力顯微鏡和熒光顯微鏡觀察了煙草盆栽實生苗和組培繼代苗的葉片外植體愈傷誘

3、導過程中細胞壁、質膜和微管的形態(tài)學變化。在誘導愈傷初期，細胞內pH大幅度降低與形態(tài)學觀察發(fā)現(xiàn)的細胞壁和質膜變得粗糙微管解聚開始發(fā)生降解的時間吻合。說明細胞內的H+大量集中在細胞壁的某個區(qū)域導致細胞壁降解，進而引起細胞的酸性生長。在誘導末期，細胞內pH值先驟然降低后大幅度升高與具有胚性愈傷組織形成的時間相吻合。 分析了兩種不同培養(yǎng)條件下的盆栽實生苗和組培繼代苗的內源激素ABA、GA3、ZR、IAA含量和ABA/GA3比值和單糖、多

4、糖的含量變化。結果發(fā)現(xiàn)GA3在誘導培養(yǎng)初期大量增加，與細胞內pH大幅度降低的發(fā)生時間一致，表明內源GA3是培養(yǎng)初期細胞內pH值降低的直接影響因子。內源ABA在誘導培養(yǎng)末期與細胞內pH的變化相近，表明ABA在培養(yǎng)末期與細胞內pH關系密切。ABA含量越高越容易促進胚性愈傷組織的發(fā)生，ABA、ABA/GA3、GA3與愈傷組織的胚性發(fā)生呈正相關，是誘導胚性愈傷組織發(fā)生的必要條件。ZR的強烈合成有利于愈傷組織的誘導，但是一旦愈傷發(fā)生，其需求量可能

5、也隨之降低，只要維持愈傷組織的生長即可。組培繼代苗的內源IAA在誘導培養(yǎng)中與愈傷組織的發(fā)生成正相關，盆栽實生苗的IAA含量始終處于下降趨勢，可能是由于材料的生長條件不同造成了內源激素表達上的差異。對于單糖和多糖的測定結果表明，當細胞包被系統(tǒng)容易發(fā)生酸性降解時，細胞內葡萄糖、蔗糖和果糖的含量增加，說明細胞包被系統(tǒng)的酸性降解使得一部分細胞壁多糖纖維分解為易被細胞吸收的糖，也使得細胞更易吸收外界多糖并且將其分解為單糖。細胞包被系統(tǒng)的酸性降解同