可是是爱另一类具有细胞分裂素活性的活性物质———苯基脲衍生物(PUD )对一些植物外植体的形态发生,尤其是芽的分化和发育有很强的促进作用。如
10μmol ?L -1N 2(22氯242吡啶基)2N 2苯基脲(CP 2PU )可诱导钻喙兰(R hynchostylis gigantean )t TCL
再生芽生根[8],离体培养的麝香百合(L ili um longif lorum )假鳞茎t TCL 在含1和3μmol ?L -1CPPU 的培养基上每个外植体分别产生16.81和16.26个芽[17]。10μmol ?L -1TDZ 预处理菜豆(Phaseol us v ul garis )种子,可显著提高其t TCL 再
生芽频率;但培养超过2周以上,则抑制t TCL 再生芽和根的发育[5]。CPPU 还可诱导柠檬(Cit rus
li mon )和香橙(C.si nensis )的柱头和花柱的t TCL
外植体产生体细胞胚胎[18]。不同种类的细胞分裂素组合诱导形态发生比使用单一种类更有效[7,8]。
如TDZ 和BA 组合使用对枳壳(Ponci rus t rif olia 2
ta )t TCL 的响应和芽的再生比二者各自单独使用
时更有效[7]。2,42D 可诱导蟆叶秋海棠(Begonia rex )表皮细胞的无丝分裂[10]和人参(Panax gi n 2
seng )子叶t TCL 的直接体细胞胚胎发生[19];但它
抑制柠檬和香橙的柱头和花柱t TCL 的体细胞胚胎发生:除柠檬柱头t TCL 在2,42D 0.4μmol ?L -1时有2.3%的诱导率,其余t TCL 在0～4μmol ?L -1范围内,均无体细胞胚胎发生[18]。
1.2 研究其它激素对TC L 形态发生的调节 G A
影响TCL 形态发生的报道不多,有人报道添加G A 3会抑制TCL 培养物的花芽分化[12],另有报道
认为G A 3也能促进TCL 产生的营养芽芽体的伸长[7]。多胺对形态发生的作用尤其是亚精胺对花芽分化调节的报道较多,许多研究表明外源亚精胺促进TCL 花芽分化。烟草花梗TCL 在营养芽诱导培养基上再添加0.5～5μmol ?L -1亚精胺后即有花的发生,否则没有;添加20μmol ?L -1环己胺(亚精胺合成抑制剂)则抑制花芽分化,诱导营养芽
分化,提高外源亚精胺的浓度可逆转抑制作用,其它多胺则不能[20]。外源腐胺可促进TCL 分化根[21]。
2 用于研究植物激素的作用机制
植物激素调控着细胞生长与分化的方向和进度,这促使人们致力于研究其最初作用部位、信息传递途径和作用机制等,以期进一步揭示细胞脱分化和分化的内在机制。近年来应用TCL 培养对植
683植物生理学通讯 第39卷第4期,2003年8月
生物相关的
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物激素作用机制的研究多集中于植物激素结合蛋白、开花特异基因的克隆和鉴定等方面。2.1 植物激素结合蛋白 Trewavas [22]认为植物
激素作用的强弱与其浓度无关,植物细胞对激素敏感性才是激素作用的控制因素,敏感性的强弱由细胞内激素受体的数目和亲和性决定。因此,受体的鉴定是研究激素作用机制的第一步,而结合蛋白的研究则是研究激素受体的关键。
生长素结合蛋白(auxin 2binding protein ,ABP )研究最多的是玉米胚芽鞘生长素结合蛋白ABP1及其类似物,其它试材少见报道。已有报道证实玉米ABP1主要分布于胚芽鞘表皮与亚表皮薄壁细胞中[23]。高启祥等[24]以烟草花梗TCL 为材料,以免疫荧光显微镜观察培养前后的花梗薄层细胞,发现烟草花梗薄层中ABP1主要集中分布于表皮及亚表皮1～2层细胞内,并证实烟草中生长素作用的靶部位也是表皮,与玉米中的定位相似。这一结果可解释去表皮的花梗TCL 在相同培养基上不分化,而仅产生愈伤组织的现象。同时发现不同分化期ABP1在花梗薄层原生质体中的表达强度有动态变化,细胞分裂旺盛期表达最强,分化后期减弱至培养前水平。烟草ABP1多克隆抗血清的West 2ern blotting 结果表明,其分子量约为26kD ,与玉
米ABP1分子量为20～30kD 的报道相似。研究薄层细胞中ABP1分布及细胞分化中ABP1表达,有助于阐明生长素在细胞分化中的作用机制。
以小麦为材料研究细胞分裂素结合蛋白的结果较多,多存在于核糖体、细胞液和叶绿体中,其受体功能均未鉴定。在烟草TCL 中证实SAHH (S 2adenosyl 2L 2homocysteine hydrolase )是一种CT K 结
合蛋白[25]。它催化SAH +H 2O [腺苷+L 2同型半胱氨酸,是S 2腺苷甲硫氨酸(SAM )依赖型转甲基酶的竞争性抑制剂,它通过调节细胞内SAH/SAM 比例来调节细胞内转甲基作用,影响基因表达,从而调节形态发生。反义导入SAHH 基因的烟草植株表现出明显矮化,顶端优势削弱,侧芽数增加,叶片衰老延缓等CT K 的典型生理效应。检测结果显示,形态发生变化明显的转基因植株无SAHH 基因的转录产物,DNA 甲基化程度较低,叶片内源CT K 水平较高。可能是由于SAHH 缺乏,导致DNA 甲基化不足而引起基因表达发生变化,影响CT K 的生物合成、代谢和信号转导途径,从而提高
了内源CT K 的水平[26]。
2.2 植物激素对转基因植物TC L 形态发生的调
节 Altamura 和Capitani [27]将含编码生长素合成相关酶基因的TR 2DNA 和含可能编码使生长素2葡萄糖结合物释放游离态生长素相关酶基因的TL 2DNA 通过发根农杆菌转化烟草后,取均已进入成
花决定状态的正常植株和转基因植株进行TCL 培养。前者只有在含1μmol ?L -1KT 的培养基上才能开花,而后者在无激素、1μmol ?L -1NAA 、1μmol ?L -1NAA +1μmol ?L -1KT 培养基上均能不同程度地产生花芽。转基因植株中内源生长素水平上升,外植体对外源生长素的敏感性提高,均可能促进其成花决定的表达水平。
2.3 植物激素调节的开花相关基因的克隆和鉴定
Meeks 等[28]用32P 标记的烟草成花和成营养芽TCL 的cDNA 进行cDNA 文库的差异筛选,分离到
花诱导期间优先或特异表达的5个基因家族(FB721～FB725),而在培养前的TCL 中未见其相应的转
录产物。在实生苗花前分生组织和花分生组织中发现FB721和FB722的转录产物,而营养分生组织和幼嫩的分生组织中没有;在花形成前和花形成期(尤其是前期)植株的根中检测到FB721、FB722、FB725的大量转录产物,而在成根TCL 和幼龄植
株的根中没有。这些结果可能与激素作为开花信号物或激素诱导的开花信号物在根和顶端间的运输、发生于转录水平的变化及其它同源基因的表达有关。FB 基因测序发现,FB721、FB723、FB725分别编码几丁质酶、伸展蛋白和葡聚糖酶,几丁质酶、葡聚糖酶与细胞壁的水解和内源寡糖的释放有关[2]。寡糖可抑制TCL 培养物形成根,并在IBA 和KT 浓度适宜于形成花芽的条件下促进花芽形成[29]。
