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以烟草叶片为培养材料,进行愈伤组织诱导培养试验,研究植物细胞包被系统酸性降解。利用光学显微镜、透射电镜、原子力显微镜和荧光显微镜观察整个愈伤组织诱导过程中细胞包被系统的形态学变化。应用酶联免疫法(ELISA)和高效液相色谱法同发检测培养材料的细胞内源激素和单糖、多糖含量变化。探讨植物细胞发生脱分化的外部环境条件和细胞内所发生的生物学效应。研究发现在酸性培养基上植物材料的细胞包被系统发生酸性降解是细胞发生脱分化的关键环节。 分别取两种培养条件下的正常烟草叶片,即盆栽实生苗和组培继代苗的叶片外植体进行诱导培养。在愈伤诱导培养过程中,使用激光共聚焦显微镜和pH计同步测定了发生脱分化过程中细胞内和培养基的pH值。发现在烟草叶片外植体愈伤组织诱导过程中,盆栽实生苗和组培继代苗的培养基的初始pH值低于正常细胞内的pH值,说明进行诱导培养的外植体细胞生长于酸性条件下。并且利用光学显微镜、透射电镜、原子力显微镜和荧光显微镜观察了烟草盆栽实生苗和组培继代苗的叶片外植体愈伤诱导过程中细胞壁、质膜和微管的形态学变化。在诱导愈伤初期,细胞内pH大幅度降低与形态学观察发现的细胞壁和质膜变得粗糙微管解聚开始发生降解的时间吻合。说明细胞内的H+大量集中在细胞壁的某个区域导致细胞壁降解,进而引起细胞的酸性生长。在诱导末期,细胞内pH值先骤然降低后大幅度升高与具有胚性愈伤组织形成的时间相吻合。 分析了两种不同培养条件下的盆栽实生苗和组培继代苗的内源激素ABA、GA3、ZR、IAA含量和ABA/GA3比值和单糖、多糖的含量变化。结果发现GA3在诱导培养初期大量增加,与细胞内pH大幅度降低的发生时间一致,表明内源GA3是培养初期细胞内pH值降低的直接影响因子。内源ABA在诱导培养末期与细胞内pH的变化相近,表明ABA在培养末期与细胞内pH关系密切。ABA含量越高越容易促进胚性愈伤组织的发生,ABA、ABA/GA3、GA3与愈伤组织的胚性发生呈正相关,是诱导胚性愈伤组织发生的必要条件。ZR的强烈合成有利于愈伤组织的诱导,但是一旦愈伤发生,其需求量可能也随之降低,只要维持愈伤组织的生长即可。组培继代苗的内源IAA在诱导培养中与愈伤组织的发生成正相关,盆栽实生苗的IAA含量始终处于下降趋势,可能是由于材料的生长条件不同造成了内源激素表达上的差异。对于单糖和多糖的测定结果表明,当细胞包被系统容易发生酸性降解时,细胞内葡萄糖、蔗糖和果糖的含量增加,说明细胞包被系统的酸性降解使得一部分细胞壁多糖纤维分解为易被细胞吸收的糖,也使得细胞更易吸收外界多糖并且将其分解为单糖。细胞包被系统的酸性降解同时也需要葡萄糖和蔗糖等的填充。