苹果玻璃化试管苗生理特性的研究

1、苹果玻璃化试管苗生理特性的研究论文摘要：以苹果品种鲁加5号为试材，研究了玻璃化试管苗的生理特性。结果说明：苹果玻璃化试管苗的生理特性与正常试管苗有显著差异。与正常试管苗相比，苹果玻璃化试管苗叶片的组织总含水量显著增加，自由水含量增加43.26%，束缚水含量降低52.47%；叶绿素含量减少45.60%，膜透性增大35.43%，可溶性蛋白含量降低38.48%；SOD、POD、CAT活性均有不同程度的降低；ZT和GA3含量几乎没有差异，IAA含量增加14.66%，ABA含量降低29.00%。论文关键词：苹果试管苗,玻璃化,生理特性组织培养过程中，在苹果、梨等80多种植物中均有玻璃化现象发生。研究说明

2、，玻璃化试管苗的局部组织结构呈畸形，水分代谢紊乱，其叶片呈半透明状，水渍化，脆弱易破碎，一直是组织培养中难以解决的问题之一。笔者先前研究发现苹果玻璃化与正常试管苗叶片和茎的显微结构存在显著差异。本研究试从生理指标上进一步揭示苹果玻璃化与正常试管苗的差异，试图从生理代谢上说明玻璃化试管苗极易死亡，难以增殖的原因，以期为玻璃化问题的解决提供一定的理论参考依据。1材料与方法1.1材料苹果MalusdomesticaBorkh品种为鲁加5号。于4月中旬，取生长健壮无病害的顶芽，剥取茎尖，用75%酒精和0.1%升汞灭菌后，接种于MS+2.0mgL6-BA+0.2mgLNAA+30gL蔗糖+7gL琼脂的培

3、养基上。继代3次后，剪取丛生苗长约1.5cm的茎尖，接于MS+6.0mgL6-BA+0.6mgLNAA+30gL蔗糖+7gL琼脂和MS+2.0mgL6-BA+0.2mgLNAA+30gL蔗糖+7gL琼脂的培养基上，分别获得玻璃化与正常试管苗。1.2生理生化指标的测定取正常与玻璃化试管苗叶片，干重法测定组织含水量，自由水和束缚水含量使用阿贝折射仪进行测定。相对电导率法测定膜透性，SOD酶活性的测定采用NBT光复原法，POD酶活性的测定采用愈创木酚法，CAT酶活性的测定采用HO的方法，叶绿素含量的使用叶绿素仪进行测定，蛋白质含量的测定采用G-250考马斯亮蓝法，内源激素采用酶联免疫法。2结果与分析

4、2.1苹果玻璃化与正常试管苗的叶片组织含水量的比拟鲁加5号玻璃化试管苗的叶片组织含水量为91.71%，显著高于正常试管苗的叶片组织含水量。与正常试管苗相比，玻璃化试管苗叶片自由水含量为79.18%，增加43.26%；束缚水含量为12.53%，减少52.47%；自由水/束缚水为6.32，几乎为正常试管苗的3倍表1。表1苹果玻璃化与正常试管苗叶片组织含水量的比拟Table1Comparisonofthecontentoforganizationwaterinvitrifiedandnormalappleshootsinvitro 试管苗类别 Types of plantlets 组织总含水量 To

5、tal content of tissue water % 自由水含量 Content of the free water % 束缚水含量 Content of bound water % 自由水/束缚水 玻璃化Vitrified 91.71 79.18 12.53 6.32 正常Normal 81.63 55.27 26.36 2.10 注：表示t测验差异显著性达5%。下同。Note:indicatesignificantdifferenceat5%levelaccordingtot-test.Thesamebelow.2.2苹果玻璃化与正常试管苗的叶绿素、膜透性和可溶性蛋白含量的比拟鲁加5

6、号玻璃化试管苗的叶片的叶绿素含量为13.48mg/g，与正常试管苗相比减少45.60%；细胞质膜透性为53.94%，与正常试管苗相比增加35.43%；可溶性蛋白含量为2.27mg/g，显著大于玻璃化试管苗的3.69mg/g，降低率为38.48%(表2)。表2苹果玻璃化与正常试管苗的叶绿素、膜透性及可溶性蛋白含量的比拟Table2Comparisonofthecontentofthechlorophyll,themembranepermeabilityandthesolubleprotein 试管苗类型 Types of plantlets 叶绿素含量 Content of the chloro

7、phyll (mg/g) 膜透性 The membrane permeability (%) 可溶性蛋白含量 Content of the soluble protein (mg/g) 玻璃化Vitrified 13.48 53.94 2.27 正常 Normal 24.78 39.83 3.69 2.3苹果玻璃化与正常试管苗的SOD、POD与CAT酶活性的比拟鲁加5号玻璃化试管苗的叶片的SOD活性为322.95U/gFw，低于正常试管苗；POD与CAT活性分别为130.13U/gFw和155.52U/gFw，均显著低于正常试管苗表3。表3苹果玻璃化与正常试管苗的SOD、POD与CAT酶活性的

8、比拟Table3ComparisonoftheactivityoftheSOD,PODandCATinvitrifiedandnormalappleshootsinvitro 试管苗类型 Types of plantlets SOD (U/g-Fw) POD (U/g-Fw) CAT (U/g-Fw) 玻璃化 Vitrified 322.95 130.13 155.52 正常 Normal 399.27 154.63 192.89 2.4玻璃化与正常试管苗内源激素含量的比拟鲁加5号玻璃化试管苗叶片内源激素IAA和ABA含量与正常试管苗存在明显差异，ZT和GA含量与正常试管苗差异不明显。玻璃化与

9、正常试管苗相比，玻璃化试管苗的IAA含量达53.78ng/gFw，增加14.66%；ABA含量为45.99ng/gFw，降低29.00%见图1。图1苹果玻璃化与正常试管苗内源激素含量的比拟Fig.1Comparisonofhormoneinvitrifiedandnormalappleshootsinvitro3讨论植物组织中的水分以自由水和束缚水两种不同状态存在。自由水与束缚水含量的上下与植物的生长及抗逆性有密切关系。自由水/束缚水比值高时，植物组织或器官的代谢活动旺盛，生长较快；反之，那么生长缓慢。苹果玻璃化试管苗的组织含水量，特别是自由水含量显著增大，影响植物对营养物质的吸收和运输，可能

10、导致其代谢平衡发生紊乱，光合产物积累量低于正常试管苗，呼吸作用消耗的物质和能量却高于正常试管苗，从而最终导致试管苗出现生长畸形的现象。抗氧化物保护酶是去除植株体内活性氧，免除自身受其迫害的内源保护系统。Elstner认为试管苗受长期培养微环境;的因子胁迫，导致试管苗体内代谢失衡，氧自由基进攻膜系统，从而产生玻璃化现象。苹果玻璃化试管苗的SOD、POD、CAT活性与正常试管苗相比均有不同程度的降低，导致整个植株体内的活性氧的产生和去除的代谢系统紊乱，植株受迫害严重。试管苗玻璃化可能是植物内部生理失调的外在表现，也可能是植物形态结构上的畸形导致功能发生障碍，也可能是生长因子不平衡的产物。总之，目前

11、关于试管苗玻璃化的形成机理并不是完全清楚。在组织培养过程中，玻璃化试管苗叶片和茎的结构上的变异以及生理代谢的紊乱，都可导致植株生长异常而表现为畸形，植株生长势变弱，难以维持正常生长，在继代培养中很容易死亡。因此，如何控制环境因子从而有效的防止玻璃化试管苗的产生还需要进一步研究。参考文献1 CHENG Jia-sheng, SHI Yong-zhong, ZHANG Zhi-yun, KANG Yan-ling. Study on the vitrification of apple seedlings duringtissue culture in vitro. Plant Physiolog

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