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植物激素

植物激素

植物激素是植物新陈代谢产生的一系列天然化合物,他能以极微量的浓度影响植物细胞的分化、分裂、伸长、发育及植物整体形态的建立、生理生化活动等。

狭义的植物激素仅指植物体内的天然激素物质;近年来随着生物化工的发展,人工合成了许多类似物则称为植物生长调节剂。故广义的植物激素包含了植物生长调节剂。

植物激素包括:生长素家族、细胞分裂素家族、赤霉素、乙烯和生长抑制素。其中前三者为正向激素,后两者则为负向激素。本文重点介绍生长素和细胞分裂素。

1、  生长素家族:

以吲哚乙酸(IAA)为代表的生长素类物质,广泛分布于各种植物体内。以多肉植物为例,IAA能促进生长点细胞的分裂和非生长点细胞的伸长,诱导根原基的发生和根系的生成。促进雌花的分化及果实的成熟。由于生长素类是由顶端生长点合成与分泌,向下运输,容易在侧生长点处积累而产生过量抑制效应,导致子球的产生困难,此即所谓的“顶端优势”。切顶可以打破这种抑制,促进子球的生长。

植物激素普遍存在双重性,即只有适宜浓度可以促进生长素发挥生物学效应,过低起不到作用,过高产生抑制。IAA作为一种信号分子可以作用于相关转导分子,进而激活以第二信使为代表的小分子物质,启动调控生长的基因,表达相关的核酸和蛋白,而发挥生物学效应。与此不同的是,以1-萘乙酸(NAA)为代表的人工合成生长调节剂,这是作为一种生长素合成前体,靠植物细胞自身的转化酶系统转化成相关生长素而发挥生物学效应,这是生长调节剂以天然激素最大的不同之处。

IAA由于是植物天然活性成分,故很不稳定,易见光分解。实际应用中通常使用NAA,由于其成本相对较低,性状稳定等优点,故爱好者可以利用NAA制成“生根粉”,对一些较难生根的种类具有一定的促进作用。值得一提的是,上述了NAA的作用机理,故NAA具有一定的特异性,即仅对具有NAA转化酶的植物起作用。所以NAA生根粉不是万能的,加上浓度调控的因素,更应慎用。

据我们的经验:促进生根可使用100-200ppm的NAA溶液浸泡5-12h;或使用10ppm的浓度进行浇灌1-2次。促进生长可使用1-5ppm的水溶液喷施。

生长素活性:2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)〉NAA〉吲哚丁酸(IBA)〉IAA

生长素化合物可使用1mol/L的KOH助溶,配成1mg/ml(1000ppm)母液进行稀释。

NAA在较正规的生化试剂商店有售,一般20元/10g(A.R);其他较难买到,可到特种生化试剂公司购买:IBA,40元/5g;IAA,50元/5g;2,4-D,260元/100g。

植物组织培养中通常使用NAA作为生长调控成分,2,4-D用作启动脱分化诱导。适用于十二卷属的NAA浓度为0.1-0.5ppm。

2、  细胞分裂素家族:

1956年Miller等在鲱鱼精子DNA热压水解产物中,发现了有高度活力的促进细胞分裂和芽形成的物质,鉴定了结构式,并命名为激动素(kinetin,KT)。现已发现天然的细胞分裂素类物质约10种,同时也有一些人工合成物,统称为细胞分裂素。他们大多是嘌呤族衍生物,如6-苄氨基嘌呤(6-BA)、6-糠氨基嘌呤(激动素,KT)、异戊烯腺嘌呤(ZiP)、玉米素等。

细胞分裂素具有与生长素的正向协同与拮抗作用。

1)  可促进细胞分裂与伸长(与生长素作用机理不同),使茎增殖,抑制伸长。

2)  诱导芽的分化,促进侧芽的生长。

3)  在根尖合成向上运输,故可以拮抗生长素的生根作用,和顶端优势作用。

4)  抑制衰老,可去除仙人球类球体上的老化木栓质。

我们曾经将6BA应用到促进侧芽的生长上,收到一定的效果,如菊水、星球等涂抹数次后可促生大量子球;对十二卷属喷施亦可促进大量侧芽的生成。常用浓度:1-10ppm。

6BA、KT都需要到特种生物化学试剂公司购买,6BA:80元/g;KT:100元/0.5g。

通常使用1mol/L的HCl助溶,配成母液。

组织培养中常用浓度为0.5-4ppm,常用6BA与KT合并使用。我们发现对于十二卷属的分化诱导KT好于6BA。

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  细胞融合技术简介— 岩鸣 (孙涛,天津医科大学基础医学院  300070)
 
   

细胞融合,通俗的讲就是将两个或两个以上的同源或异源细胞结合在一起,成为融合细胞(融合子),再通过形态发生形成新的植株(融合体)。融合体表达两种亲本细胞的所有遗传信息,使得亲本的表型相结合。

基于自然的融合现象的发生,人们在考虑是否有途径进行人工的融合育种。1974年加籍华人高国楠,利用PEG(聚乙二醇)结合高pH,高钙,诱发了大豆和玉米、马铃薯和番茄的细胞融合并获得了成功。融合体表达了两亲本细胞的性状,但由于其长势比较弱且高度不孕,而未被推广,但这种技术在园艺育种和遗传研究方面中还是有很大意义的。人工细胞融合可以打破天然植物种和种之间的亲缘界限,可以进行超远缘杂交,甚至夸科夸目。改变了以往以有性杂交为目的的基因重组,可以进行更广泛的遗传物质重组范围。

进行细胞融合,必须得到原生质体。所谓原生质体,就是将植物的细胞壁脱去,得到的球形体。在电脉冲(电融合法)或PEG(化学融合)条件下进行原生质体的融合,进一步促进细胞核的融合,最后达到基因重组的目的。脱去植物细胞壁通常使用纤维素酶、果胶酶的混合酶,将原生质体体稳定于高渗的缓冲液中。

细胞融合又分为自体细胞融合和异体细胞融合。自体细胞融合的成功率较高,可以形成多倍体细胞;异体融合是遗传学最感兴趣的——超远缘杂交。我们做的多是异源细胞融合。

融合细胞若是没发生细胞核的融合,仅发生了细胞质的融合,则成为嵌合体。我们常见的兜锦(多锦化)、龙凤牡丹等都是嵌合体。嵌合体细胞具有向两个母本细胞方向发育的能力,最终形成嵌合植株。以龙凤牡丹为例,该品种是日本园艺家在绯牡丹和量天尺的嫁接中发现的,表型具有绯牡丹和量天尺两者的性状。由于封闭基因的存在,导致二者母本的遗传基因随机表达,形成了“游龙戏凤”的独特表型。在组织培养兜锦过程中,我们发现嵌合细胞极易发生分离,形成极端体,即成为仅具单色的植株,失去了原来的杂合性状。这也充分说明嵌合细胞属于不稳定遗传体系,很难稳定遗传。通过大量事实说明,该杂合细胞启动基因属于隐性遗传,故常规进行兜锦杂交产生的锦化杂合子数量极少。

我们的遗传工程研究室目前正系统研究有关锦化嵌合的遗传背景和遗传规律,同时也进行着细胞融合方面的实验,希望在细胞融合方面为遗传育种学做些补充,也为多肉植物园艺种增添新的成员。

Hoagland’s(霍格兰氏)营养液配方:

硝酸钙      945mg/L               

硝酸钾      607mg/L

磷酸铵      115mg/L

硫酸镁      493mg/L

铁盐溶液    2.5ml/L

微量元素    5ml/L

pH=6.0

改良霍格兰配方:

四水硝酸钙          945mg/L

硝酸钾              506mg/L

硝酸铵              80mg/L

磷酸二氢钾          136mg/L

硫酸镁              493mg/L

铁盐溶液            2.5ml

微量元素液          5ml

pH=6.0            

铁盐溶液:七水硫酸亚铁      2.78g

          乙二胺四乙酸二钠(EDTA.Na)   3.73g

          蒸馏水            500ml

          pH=5.5

微量元素液:碘化钾         0.83mg/l

            硼  酸         6.2mg/L

            硫酸锰         22.3mg/L

            硫酸锌         8.6mg/L

            钼酸钠         0.25mg/L

硫酸铜         0.025mg/L

氯化钴         0.025mg/L

    若作为复合肥使用,可以采用天然水配制,省略微量元素液。若作为无土栽培营养液需用人工软水配制,如蒸馏水,微量元素液必须加入。

  经常将上述营养液配成10倍或20倍浓度,用时稀释即可。注意用前调整pH。
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感觉论坛的人气太差,这样好的文章怎么没人顶啊?
不明白?!

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真是好文章,但这里专业人士太少了.我是有些看不懂.

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很好的文章,为什么不发到多肉植物论坛上

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