《广西植物》编辑部 -->细胞遗传与生物化学

甘蔗茎尖离体培养褐变影响因素及细胞区室结构分析

2016/5/31 17:34:54

该研究通过综合分析对甘蔗(ROC 22)茎尖离体培养褐变不同条件因素的影响以及褐变细胞区室结构的变化,探讨了甘蔗茎尖离体培养褐变的机理机制。结果表明:不同芽位茎尖诱导成活率具有明显差异,随着芽位的增加,诱导成活率不断降低; 不同季节取芽对外植体茎尖总酚类物质含量无明显影响; 但不同芽位及不同催芽天数,外植体芽的总多酚含量明显不同,随着催芽天数的增加,不同芽位的多酚含量呈现由低升高的趋势; 蔗芽在培养4周时多酚含量较低,适宜进行采芽接种培养; 从褐变甘蔗茎尖的解剖结构变化分析,褐变甘蔗茎尖细胞离体培养初期细胞核结构出现变形,线粒体有肿胀拉长,部分液泡膜开始分解; 中后期质壁分离更为严重,胞质中出现大量溶酶体,线粒体等细胞器全分解,细胞膜、液泡膜、核膜、线粒体膜的双层膜结构出现破损和缺口; 而正常发育的茎尖细胞,能基本保持细胞核的形态结构,只有少量的溶酶体出现。因此,可以推测细胞核和线粒体结构变形以及膜系统的大量破损是甘蔗茎尖培养褐变死亡的原因。

不同种类无机盐对灰毡毛忍冬“渝蕾1号”悬浮培养体系中细胞生长和绿原酸含量的影响

唐明, 汪超, 谭韵雅, 李群 — 2016/5/31 17:34:54

为提高灰毡毛忍冬“渝蕾1号”悬浮培养体系中绿原酸的含量,该研究探讨了B₅培养基中不同浓度的无机盐对灰毡毛忍冬“渝蕾1号”悬浮培养细胞生物量及绿原酸含量的影响,通过在悬浮培养体系中添加不同浓度的无机盐,采用重量法测定灰毡毛忍冬“渝蕾1号”悬浮培养细胞的生物量及采用高效液相色谱法测定绿原酸的含量。结果表明:当硝态氮和铵态氮配比与B₅培养基中硝态氮和铵态氮配比一致时,即NO₃^-/NH₄⁺摩尔比值为13:1时,培养体系有利于细胞的生长和绿原酸的积累。当KNO₃浓度为3.5 g·L^-1时,细胞生物量达到最大,为19.26 g·L^-1; 当KNO₃在较低浓度(0.5 g·L^-1和1.5 g·L^-1)时,积累较多的绿原酸。NO₃^-的两项研究结果均与对照浓度(2.5g·L^-1)有一定的差异。另外,对(NH₄)₂SO₄来说,在高于对照浓度0.134 g·L^-1,即浓度为0.268 g·L^-1时,生物量和绿原酸含量都达到了最大。P、Ca、Mg三种矿质元素的研究结果表明,当NaH₂PO₄·2H₂O浓度为0.10 g·L^-1、CaCl₂的浓度为0.20 g·L^-1时,细胞的生长和绿原酸的积累均可达到最大值; 而对Mg²⁺来说,低浓度促进细胞的生长,高浓度促进绿原酸的积累。兼顾细胞生物量和绿原酸含量两个指标,需选择适中的浓度。这些结果均与对照浓度有一定的差异。这说明灰毡毛忍冬“渝蕾1号”悬浮细胞所需无机盐的浓度与B₅培养基无机盐的浓度有一定的差异,选择适宜的浓度可促进其悬浮细胞的生长及次生代谢产物绿原酸的积累。该研究结果为绿原酸的工业化生产打下了基础。

重组人TNFR-Fc基因水稻种子特异表达载体构建

段永波, 赵丰兰, 姚磊, 滕井通, 盛玮, 张爱民, 薛建平 — 2016/5/31 17:34:54

重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白(TNFR-Fc)在治疗系统性自身免疫疾病中有很好的功效。目前TNFR-Fc主要通过动物细胞系生产,高昂的成本限制了其大规模应用。使用水稻种子作为生物反应器有望大幅度降低TNFR-Fc的生产成本,提供优质足量的目标产品。为使TNFR-Fc基因能够在水稻中高效表达,该研究拟构建经水稻偏好密码优化的TNFR-Fc基因的种子特异表达载体。通过对水稻和人全基因组密码子使用偏好性进行比较分析并按照水稻最优密码对TNFR-Fc氨基酸序列进行逐一优化,命名为RfTNFR-Fc,通过全基因合成法制备该基因片段; 同时采用PCR法扩增水稻种子特异表达启动子Glu-4,构建种子特异表达启动子驱动的RfTNFR-Fc基因表达载体。结果表明:水稻与人多数氨基酸中密码子使用偏好性较为一致,但在L、S、P、R这4种氨基酸的密码子使用偏好性差异较大,优化时对这些密码子进行逐一替换,优化后30.8%的氨基酸密码子发生了变化; PCR扩增获得种子特异启动子,并连接至pCAMBIA1381载体,同时将全基因合成法制备的RfTNFR-Fc基因连入该载体,PCR、双酶切验证及测序分析表明载体成功构建。该研究构建的RfTNFR-Fc基因种子特异表达载体,为在水稻种子中大规模生产TNFR-Fc奠定了基础。

马占相思花粉离体萌发研究

詹妮, 黄烈健 — 2016/5/31 17:34:54

马占相思(Acacia mangium)是含羞草科(Mimosaceae)金合欢属(Acacia Mill.)树种,在我国的广东、广西、福建以及海南等省(区)大面积种植推广。马占相思用途广泛,其杂交育种工作近年来逐渐受到重视,马占相思花粉研究对其杂交育种成败具有重要影响。该研究以新鲜的马占相思花粉为供试材料,开展不同蔗糖浓度(50、100、150、200、250和300 g·L^-1)、不同硼酸浓度(100、200和300 mg·L^-1)以及不同培养温度(26、28和30 ℃)对马占相思花粉离体萌发影响的研究,同时使用筛选出的马占相思花粉离体萌发的最佳处理,开展对另外3株与初试的马占相思生长发育状况接近的马占相思的花粉活力检测研究,并观察记录马占相思花粉离体萌发特征。结果表明:将刚开放的马占相思花序采回室内阴干,于次日10:00后,用毛笔刷法成功收集大量马占相思花粉,经显微镜观察检测,花粉纯度较高,可以保证后续研究备用; 马占相思花粉离体萌发的最佳处理为200 g·L^-1蔗糖、100 mg·L^-1硼酸、28 ℃培养温度; 马占相思花粉在培养24 h之后,花粉萌发率最高(为94.28%),花粉管最长(为6.0 D); 检测3株马占相思的花粉萌发率分别为90.11%、82.31%、85.67%,具有显著差异。该研究结果为今后进一步开展人工控制授粉、选育优良的相思杂交新品种提供了基础。

野鸦椿种子内源抑制物活性初探

廖源林, 蔡仕珍, 李西, 林瑞 — 2016/5/31 17:34:54

以野鸦椿(Euscaphis japonica)种壳和胚为材料,甲醇浸提得到种壳浸提液和胚浸提液,配制浸提液浓度梯度为原浸提液浓度的10%、20%、30%、40%,研究不同浓度的种壳和胚浸提液对白菜、小麦、绿豆种子底物酶活性、发芽率、幼苗根长和苗高的影响,萃取和分离种壳和胚甲醇浸提液中的内源抑制物质,探讨野鸦椿种子内源抑制物质的活性与成分。结果表明:随着种壳和胚浸提液浓度的增加,白菜种子酸性磷酸酶活性和发芽率均显著降低(P<0.05),表现为抑制作用递增,种壳的抑制作用小于胚,而幼苗的根长和苗高则表现为低促高抑,在10%浸提液处理下根长和苗高达最大值,种壳的促进效果弱于胚; 小麦种子淀粉酶活性及幼苗的根长和苗高递减(P<0.05),表现为抑制作用递增,而发芽率则在浓度≤20%时差异不明显(P>0.05),浓度为30%时显著降低(P<0.05),40%时发芽率为0,种壳的抑制作用大于胚; 绿豆种子蛋白酶活性、发芽率、幼苗根长和苗高均在浸提液浓度≥20%时显著下降(P<0.05),且种壳的作用效果小于胚。种子内源抑制物萃取及分离表明,外壳中含酚酸类较胚多,含碱类较胚少。综上认为,野鸦椿种壳和胚中均含有较高活性的内源抑制物,但性质、成分及含量存在差异,外壳内源抑制物主要作用对象为淀粉类物质,胚乳内源抑制物主要作用于油脂类和蛋白类物质。

酚酸类物质对三七幼苗的化感影响

2016/5/31 17:34:54

该文研究了不同浓度的阿魏酸、对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸、香草酸5种酚酸类物质对三七幼苗生长和生理的影响。结果表明:处理后,三七幼苗的苗高、根长、可溶性蛋白质含量、根系活力、CAT以及POD活性均有所降低。其中,阿魏酸各处理组幼苗的苗高及POD活性均显著降低,50、100 mg·L^-1的对香豆酸以及100 mg·L^-1的香草酸处理组幼苗苗高也分别比对照显著降低16.19%、16.67%和29.29%; 对香豆酸、丁香酸以及对羟基苯甲酸各处理组幼苗根长均显著低于对照; 香草酸处理组幼苗的根系活力也显著低于对照,且幼苗的CAT活性在10、50、100 mg·L^-1丁香酸、对羟基苯甲酸以及香草酸处理下也达到了显著降低水平。此外,1 mg·L^-1阿魏酸以及100 mg·L^-1香草酸处理组幼苗的叶绿素含量也均显著降低; 中高浓度的阿魏酸、对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸增加了三七幼苗的MDA含量,而香草酸在0.1、1、10、100 mg·L^-1浓度下显著降低幼苗的MDA含量; 丁香酸、香草酸、对羟基苯甲酸以及中高浓度的对香豆酸增加了三七幼苗的SOD活性,且香草酸各处理组均达到了显著性水平。综上结果表明,5种酚酸类物质对三七幼苗均具有一定的化感抑制作用,但各酚酸物质的作用方式及强度并不完全一致,阿魏酸的化感影响较大,这为进一步研究三七的化感自毒作用提供了一定的理论参考。