外源性谷胱甘肽对丽江云杉体胚发生成熟期生理生化的影响

发布时间：2016-07-10 16:06

本文关键词：杉木转基因受体系统的建立及遗传转化研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国林业科学研究院》 2012年

王秋芬

【摘要】：本文以云南分布的唯一云杉属树种丽江云杉（Picea Likiangensis）合子胚为外植体，诱导培养出的胚性愈伤组织做试验材料，对其体胚发生过程施加外源性谷胱甘肽（reducedglutathione，GSH）影响，预试验结果显示GSH浓度在20mg L~-1时对丽江云杉体胚分化的影响作用最为明显，被用作试验浓度，以谷胱甘肽空白处理做对照，测定并分析了丽江云杉体胚发育各阶段材料的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽还原酶（GR）活性指标，运用方差分析和多重比较方法对结果进行了分析，为进一步探索其它针叶树种体胚发生的生理生化机理奠定基础。结果如下：（1）丽江云杉体细胞胚胎发生经历明显的三个时期：原胚团、球形胚和子叶胚时期。从外部形态特征比较，，谷胱甘肽处理的胚胎与对照组没有区别。（2）愈伤组织可溶性蛋白质含量为2.65mg g~-1。到体胚分化阶段，球形胚蛋白质含量高达47.49mg g-1，高出愈伤组织17倍，差异极显著。子叶胚蛋白质含量有所降低，平均含量为34.83mg g-1，比球形胚低7.44mg g-1，但仍高出愈伤组织12倍。谷胱甘肽处理组球形胚和子叶胚的可溶性蛋白质含量分别为42.27mg g~-1和30.46mg g-1，均低于对照组，差异不显著。结果表明：球形胚时期既有细胞分裂又有细胞分化，代谢活跃，生长旺盛，伴有高水平的蛋白质含量。而施加外源性谷胱甘肽，蛋白质含量下降，预示着还原的环境条件抑制体胚的生理成熟。（3）对可溶性糖含量的变化趋势研究显示，在愈伤组织和球形胚阶段，其含量从0.57%到6.36%，球形胚高出愈伤组织10倍，而子叶胚期下降。分化后期子叶胚糖含量低于球形胚其含量，只有2.31%，差异均极显著。谷胱甘肽处理组球形胚和子叶胚的可溶性糖含量分别为7.07%和3.03%，与对照组相比均有所升高，差异显著。分析表明：球形胚细胞生长快，多糖积累也多，而完成分化需要消耗大量的能源物质，导致子叶胚期糖含量的下降。而谷胱甘肽处理改善了细胞氧化还原状态，缓解了活性氧压力，促进了糖的合成。（4）愈伤组织中SOD酶活性较低，只有43.16U/g，球形胚SOD活性大大升高，高达465.09U/g，而子叶胚SOD活性又迅速下降，平均只有42.96U/g，差异极显著。GSH处理组球形胚和子叶胚SOD活性分别为425.52U/g和30.24U/g，均低于对照组其活性，没有差异。分析显示：球形胚期代谢活跃会产生大量过氧化物，诱导SOD酶活性上升。用GSH处理，相对抑制了SOD的活性。（5）愈伤组织中GR酶活性较高，平均为4.98mmol min-1mg-1pro.，到球形胚GR活性大大降低，平均为0.46mmol min-1mg-1pro.，差异极显著，子叶胚GR活性继续降低为0.36mmol min-1mg-1pro.，差异不显著。谷胱甘肽处理组球形胚和子叶胚GR活性均高于对照组其活性，分别高出0.15、0.02mmol min-1mg-1pro.，球形胚有差异不显著，子叶胚没有差异。表明GSH作用复杂：可能既调节了氧化还原状态，又参与了GR酶催化的反应。综合分析表明：丽江云杉体胚成熟期是新陈代谢的相对活跃时期，球形胚阶段是原胚团向成熟子叶胚过渡转化的关键，蛋白质和可溶性糖含量以及SOD酶活性均处于高水平。施加外源性谷胱甘肽明显促进丽江云杉体细胞胚胎糖的积累但抑制了蛋白质的合成，同时提高GR活性而降低了SOD活性。谷胱甘肽对丽江云杉体细胞胚胎发生机理的影响研究，不仅为体细胞胚发生技术在林木上的进一步应用奠定了基础，也为解决生命科学问题提供了重要依据。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S791.18
【目录】：

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