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番茄组织培养体系的建立及特异蛋白表达差异的研究

山红艳

  本文以我国的四个番茄(Lylopersicon esculentum Mill)栽培品种为实验材料,取发育12-16天的子叶为外植体,通过对激素浓度、蔗糖浓度、培养条件等方面的研究,成功建立了一套稳定、优化的番茄组织培养与再生体系,并获得再生植株。同时,对番茄器官发生过程中,各发育阶段特异性蛋白组分及含量差异进行了初步分析,并比较了胚性与非胚性愈伤组织在蛋白组成及含量上的表达差异。本文首次探讨了在离体培养条件下番茄器官发生、胚性愈伤组织形态建成以及非胚性愈伤组织转化的机理,为深入研究植物器官发生的调控机制奠定了基础。实验结果表明,不同栽培品种的基因型、激素浓度配比、蔗糖浓度以及培养条件都会影响番茄组织培养与再生体系的建立。在供试的四个番茄品种中,只有“佳粉10号”的子叶在培养基MS+0.05mg/L IAA+1.0mg/LBA+3%蔗糖上的愈伤组织诱导率及分化率均为100%。其最佳培养条件以首先暗培养10天为宜。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术比较番茄器官发生过程中不同发育阶段的蛋白组成,结果发现,六种特异蛋白组分(61KD、54KD、38KD、37KD、35KD、23KD)与番茄组织培养过程中器官的形态建成有关;而另两种特异蛋白组分(39KD、24KD)则与愈伤组织的形态建成有关。其中,在番茄的子叶中存在61KD的特异性蛋白组分;在胚性愈伤组织诱导及分化过程中出现39KD和24KD的特异蛋白组分;在子叶、试管苗及再生植株中有54KD蛋白组分的特异性表达;而在试管苗出现的37KD、35KD和23KD蛋白在再生植株的不同器官中则表现出一定的空间分布特异性,并且在再生植株的茎和根中出现38KD的特异蛋白。这些特异性蛋白的有序表达说明,植物的器官发生途径也和胚状体发生途径一样,在不同发育时期,会有不同的特异性蛋白被表达。蛋白质凝胶电泳的扫描分析结果表明,番茄的胚性愈伤组织在增殖和分化阶段,虽然在蛋白组成上没有明显差异,但其中39KD和24KD两种特异蛋白的含量以及总蛋白的含量在胚性愈伤组织的不同发育阶段却呈现不同的变化趋势。这可能是由于在胚性愈伤组织的不同发育阶段,其蛋白的代谢活性不同所致。本实验结果将为进一步探讨植物的器宫发生机理及比较研究器官发生途径与胚状体发生途径之间的异同提供了一定的实验依据。通过比较胚性愈伤组织与非胚性愈伤组织的蛋白组成,我们发现,在非胚性愈伤组织中存在54KD的蛋白组分,而在胚性愈伤组织中则检测不到这一蛋白的存在。因此,可将54KD的蛋白组分作为番茄组织培养过程中非胚性愈伤组织的分子标记。另外,在胚性愈伤组织与非胚性愈伤组织蛋白含量比较的分析结果中,我们看到,无论是总蛋白的含量,还是特异性蛋白(39KD,24KD)和非特异性蛋白(ZIKD,3lKD,33KD,36KD)的含量均表现出相同的变化趋势,即非胚性愈伤组织中的蛋白含量低于胚性愈伤组织中的蛋白含量。我们推测,低水平的蛋白表达量可能是胚性愈伤组织丧失分化能力,转变为非胚性愈伤组织的一个重要原因。根据本文讨论分析结果,我们认为,在离体培养条件下,番茄的器官发主、胚性愈伤组织的形态建成以及非胚性愈伤组织的转变都是在基因的动态调控作用下实现的。其中包括某些特异性蛋白基因的表达与关闭以及基因在表达水平上的调节。……   
[关键词]:番茄;器官发生;影响因素;特异性蛋白;蛋白含量变化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东北师范大学2002年
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