银杏叶肉细胞壁成分及原生质体分离技术研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luocai1982
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银杏(Ginkgo biloba L.)起源于中国,是现存裸子植物中最古老的孑遗物种,因其在医学、食品、装饰、观赏等方面的特殊价值,被广泛引种到全球多个国家和地区。植物原生质体作为快速分析和检测细胞结构、成分和功能的理想材料,为树木健康和衰老进程的研究及诊断提供了新方法,具有极大的应用空间。但由于乔木叶肉细胞特殊的细胞壁结构和组成,导致其原生质体分离困难,且目前尚未有关于银杏叶肉细胞原生质体相关方面的报道。因此,开展银杏叶肉细胞原生质体分离研究具有重要的理论意义和应用价值。本研究在对银杏叶肉细胞壁化学组成成分含量研究的基础上,采用酶解的方法分离银杏叶肉细胞原生质体,并通过单一控制变量法,分别研究不同的酶解液浓度和酶解时间、渗透压大小、酶解液p H值、过滤网孔径大小和离心转速对原生质体分离效果的影响,建立了银杏幼嫩叶片原生质体分离技术体系;在人工模拟干旱诱导衰老的条件下,研究了衰老对银杏叶肉原生质体分离效果及细胞壁化学组成成分含量的影响。主要研究结果如下:1. 树龄为1年、5年、10年、15年、20年的银杏其不同叶龄叶片中叶肉细胞壁成分含量的测定结果表明:在展叶期,树龄为1年的银杏其叶肉细胞壁纤维素含量最低,但木质素含量最高,纤维素含量约是木质素含量的2倍,树龄为5年的银杏其叶肉半纤维素和木质素含量均是最低的,树龄为10年的银杏其叶肉纤维素、半纤维素和木质素含量均介于树龄为5年和15年之间,树龄为15年的银杏其叶肉纤维素含量最高,树龄为20年的银杏其木质素含量最高。叶龄达40 d时,纤维素和木质素含量变化逐渐趋于稳定。在生长期,纤维素含量日增长量最大,约为0.2%,半纤维日增长量最低,约为0.02%。叶肉细胞壁中纤维素、半纤维和木质素含量随叶龄和树龄的增大而逐渐增多。2. 树龄为1年的银杏其2个月叶龄时叶肉原生质体分离试验结果表明:最适酶液组合为2.0%(w/v)纤维素酶R-10+0.2%(w/v)果胶酶Y-23+1.5%(w/v)离析酶R-10,最适甘露醇浓度为0.7 mol/L,最适酶解液p H值为5.7,在恒温摇床上(25℃)消化5 h后,最适尼龙网孔径为300目,最适离心转速为50×g,原生质体总产量第一年达5.39×106g-1FW,活力达80.23%,第二年重复试验中原生质体总产量达4.98×106g-1FW,活力79.30%,试验结果变异系数分别为4.56%和0.99%。通过调整酶解液中酶制剂的浓度大小及增加木质素酶后,树龄为5年、10年、15年以及20年的银杏其展叶期的叶肉原生质体产量和活力都明显增大,其中树龄为5年的银杏其叶肉原生质体产量和活力均最高为10.16 g-1FW和31.59%,树龄为15年的银杏其叶肉原生质体产量最低为2.17 g-1FW,树龄为20年的银杏其原生质体活力最低为7.8%。3. 树龄为1年的银杏实生苗模拟干旱试验证明,银杏叶片随着干旱诱导衰老(0%、10%、15%、20%)程度增大和处理时间(5d、10d)延长,叶片呈现不同程度的衰老现象,叶肉细胞壁化学组成成分含量及原生质体酶解效果也产生了极大的变化:随着胁迫程度的增加和时间的延长,叶肉细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素含量逐渐增多,其中纤维素含量的增加量在胁迫处理第10天时最为明显,可达3.96%;酶解后所得的原生质体数量和质量也随着胁迫程度的加深和胁迫时间的延长而逐渐减少。
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