【doc】基于14^MC同化物运转和分配对黄柏剥皮的再生机理

【doc】基于14^MC同化物运转和分配对黄柏剥皮的再生机理 [标签:标题] 核农2007,21(2):191—194 JournulofNuclearAgriculturalSciences 文章编号:1000—8551(2007)02—191.04 基于C同化物运转和分配对黄柏剥皮的再生机理 叶萌严晓宇罗承德赵敏向丽刘光宇 (四川农业大学林学园艺学院,四川雅安625014) 摘要:以”c为示踪荆,用HcO:+cO:法对2年生黄柏进行半株标记,在主干上环状剥去韧皮部,以塑料 薄膜包裹,燃烧法制样,液体闪烁测量法测”C活度.结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,未剥皮黄柏韧皮部的Hc同化物运输速 率为52.0cm/h,3h左右同化物从树冠运输到根系,树冠不同部位的功能叶Hc同化物分配为:中部功能 叶>上部功能叶>下部功能叶;剥皮后,同化物分配规律改变为:上部功能叶>中部功能叶>下部功能 叶;剥皮第15天在新生韧皮部,剥口下方的树皮及根系中检测到Hc同化物,表明新生韧皮部的生理功 能得到恢复. 关键词:HC同化物;运转和分配;黄柏;剥皮再生 BARKEDREGENERATIONMECHANISMOFPheUodendronchinense vat.glabriusculumSCHNEIDBYUSINGMC-TRACERMETHOD YEMengYANXiao??yuLUOCheng??deZHAOMinXIANGLiLIUGuan g?-yu (CollegeofFor~tryandHorticulture,SichuanAgriculturalUniversity,Yaan,Sichuan625014) 191 Abstract:Semi-plantsoftwo—yearsoldPhellodendronChinenseSchneidw erelabeledbyC02+CO2tracer.Girdledthe phloemofthetrunkandwrappedthebarkedtrunkwithplasticfilm.Afterward,Specimensweremadethroughcombustingand then,theradioactivitywasmeasuredbyLiquidScintillationCounting(LSC).Theresultsshowedthatthecarryingspeedfor “C-assimilatesofnon-girdledphloemwere52.0cm/hwhichmakingitpossibletocarryassimilatesfromcrowntotheroot systeminabout3hours.Itwerealsoindicatedthedistributinglawfor”C—assi milatesofthecrownleaves:forthenon—girdled, themiddleleavesoftheCrownwerehighest,bottomlowestandforthegirdled,thetopbecameMghestwhilethebottom remainedtobeunchanged.Additionally,onthe15thday,C—assimilateswer edetectedintheregen~rationphloemandthe partsbeneaththebarkingpositionaswellastherootsystemthatindicatedthephysiologicalfunctionofregeneratedphloemhad recovered. Keywords:HC—assimilates;Translocationanddistribution;Phellodendro nchinensevar.g~abriusculumSchneid;Bark regeneration 黄柏属芸香科(Rutaceae)黄檗属(Phellodendron)落 叶乔木,是中国传统皮用类中药材和提取盐酸小檗 碱的主要原料.黄柏具清热燥湿,泻火除湿,解毒疗疮 之功效,已有2000多年的药用历史.现代医学研 究表明黄柏有抑制细胞免疫反应,以光敏效应抑制肿? 瘤和抗溃疡等作用.黄柏是四川道地药材,习称 “川黄柏”,传统栽培12,15年始能伐木取皮.研究 者试图通过剥皮再生技术解决皮用类植物的可持续利 用问题和提高生产力,”树怕剥皮”指木本植物在主干 剥皮后会死亡的现象,阐释了林木生命活动的一般规 收稿日期:200612—06 基金项目:科技部”863;?计划,”十五”攻关项目”创新药物和中药现代化”子项目”川黄柏 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化种植研究”(2001BA701A60—02),四川省教育厅”黄 柏剥皮再生研究与应用”(2003A028). 作者筒介:叶萌(1956一),女,江苏苏州人,在读博士,副教授,主要从事经济林,药用植物资源培育与开发的教学和科研工 作.Tel:0835—2882335; _ E—mail:yemeng5581@yahoo.corn.cn 核农21卷 律,故果树环剥一般在主枝上进行,宽度不超过 1-.0cm?j.然而对杜仲,肉桂,厚朴的剥皮再生试验 表明,主干大面积剥皮在一定条件下可形成新韧皮 部??,但新韧皮部何时恢复疏导功能,以及光 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 化物在树冠,茎与根的分配变化未见报道.”c示踪技 术被广泛用于研究果树在胁迫条件下对光合同化物的 运转和分配,如苹果组培苗受水分胁迫引,葡萄幼苗 受高温胁迫n,大樱桃流胶n引,荔枝螺旋环剥等n对 光合同化物的分配改变.本试验以”c为示踪剂,研究 黄柏主干环状剥皮对同化物运转和分配的影响,揭示 黄柏剥皮后同化物运输及分配的变化规律,为进一步 探索木本植物剥皮再生的机理,完善剥皮再生技术提 供理论依据. 1材料与方法 1.1试验材料 试验于2005年7月在四川农业大学原子能农业 应用研究室的试验场进行.试验树为2年生黄柏(P. chinenessvar.glabriusculumShcneid),无病虫害,生长良 好,苗高1.5,1.8m,冠幅?0.8,1.0m,地径1.5— 2.0cm.盆栽,聚乙烯盆,盆高35cm,上,下口内径分别 为28,24cm,每盆1株,盆土为自然地黄壤,速效氮 22.7mg?kg,,速效磷25.8mg?kg,,速效钾96.0mg? kg,,肥力中等.试验树置于自然光照下. 1.2试验设计 研究分为黄柏”C同化物的运输速率,剥皮后新韧 皮部的发生,c同化物在叶,茎和根的运转和分配三 项内容. 处理设计:光合同化物在叶,茎和根的运转和分配 为二因素试验,设主干剥皮与不剥皮,不同叶位(上, 中,下)2个处理,剥皮长度20cmo以单株为小区,随机 区组排列,重复4次.剥皮后每天观察剥面新韧皮部 生长情况. 1.3HC饲喂与取样 标记于上午9:00,i1:00进行.将黄柏第一级分 枝以上部分置于标记室中,按”CO+CO法进行标 记.标记室体积为100L,在”CO发生器中加入过量 Hc]o4,再注入放射性比活度为1.35×10Bq/株的NaH ?CO,标记时间为1h,标记结束后用NaOH回收[2?标 记室内残留的”CO,.同时用不锈钢刀在黄柏主干的 上下切口处(下切口距土表20cm,上切口距土表40cm) 各环割一刀,上,下切口之间纵割一刀,深度刚及木质 部,剥去树皮,透明聚乙烯塑料薄膜(厚度5/.tm)包裹. “c同化物运输速率测定取样:不剥皮树在标记后 3O,45,60min,以标记室的最底端为起点到100cm的主 干,每隔10cm取树皮(大小为1.0cm×0.5cm),其运输 速率用单位时间内同化物运动的距离表示(cm/h). 叶,树皮及根皮取样:将树冠分为上,中,下三层, 每层随机抽取3枚复叶,每片复叶取中部小叶3枚;剥 皮树于标记后的第1,2,3,4,11,15天,在剥口上,下方 10cm及根部取皮(1.0cm×0.5cm);11,15d在剥面有增 厚的新生组织处取样;不剥皮树在树干中部和根部取 样. r.4样品测定 将叶,茎皮和根皮样品用蒸馏水快速作表面冲洗, 放入105?烘箱中杀青30rain,置80?烘箱中烘干,粉 碎,过80目筛,称取30mg,燃烧法制样,用FJ2107P液 体闪烁计数器测定样品的放射性强度(闪烁液配方: PPO6.0g,POPOP0.3g,加二甲苯至1000m1),计算样品 中”c的相对百分含量,测定结果用Excel软件进行 SSR法和T检验分析. 2结果与分析 2.1黄柏剥皮后新韧皮部的发生? 剥皮时树皮从与木质部交界处分离,仅留树干,剥 面黄白色,光滑,并有树液流出;剥皮后第3天出现乳 白色愈伤组织;5,8d愈伤组织面积扩大,约占剥面 10%;1ld左右愈伤组织增厚,面积约30%;15d新生组 织继续增厚,形成新的韧皮部,覆盖剥面80%以上,并 与上,下切口相连(表1). 2.2”c同化物在黄柏韧皮部的运输速率 韧皮部是有机物在植物体内运输的通道,植物有 机物在韧皮部的运输速度大约在50,150em/h,葡萄是 60em/h_2引.从表2可知,正常生长的2年生黄柏韧 皮部c同化物的运输速率为43.2,57.5cm/h,平均 50.2em/h,与葡萄相近,说明高度为1.5,1.8m的黄 柏,其叶片合成的光合同化物3,4h可运输到根部. 2.3剥皮对黄柏不同部位叶片”c同化物分配的影响 SSR检验表明,剥皮与不剥皮处理叶片c同化物 百分含量差异不显着(F<1<Vo(1.?)3.98),说明剥 皮与不剥皮的叶片同化物总量没有实质性变化,而不 同部位(上,中,下)叶片光合同化物分配差异极显着 (F=14.18>Vo_01(2.70]4.92).多重比较表明,未剥皮 黄柏树冠不同部位叶片的同化物分配为中部功能叶> 2期基于”c同化物运转和分配对黄柏剥皮的再生机理 表1剥皮后新韧皮部的发生过程 TablelTheregenerationprocessofnewphloem 剥后天数daysafterbarking(d)新生韧皮部的发生 theregenerationprocessofnewphloem 剥面光滑,黄白色glossybarkingsurfacewithy~now-whitecolor 出现乳白色愈伤组织,呈不均匀状 ivory-whitecalluswhichappearedunevenly 乳白色愈伤组织扩展,覆盖剥面 10%ivory-whitecallusexpandedcoverageto10%ofbarkingsurface 乳白色愈伤组织逐渐变为浅绿色,覆盖剥面约 30%ivory-whitecallusgraduallyturnedintolightgreenandcovered 30%ofbarkingsurface 新生组织黄绿色,呈不均匀增厚,覆盖剥面80%以上 theregenerationtissueturnedintoflavovirensandthickened unevenlywhichcoveredabove80%ofthebarkingsurface 表2黄柏韧皮部”C同化物的运输速率 Table2CarryingspeedofC.assimilatesinthephloem 0fP.chinenessvat.glabriusculumShcneid(cm/h) 上部功能叶>下部功能叶,且中叶极显着大于下叶. 根据”源库理论”,发育完全的功能叶是”源”,正在生长 的部分(幼叶,根系,花,果)为”库”..因此,黄柏中 部叶发育完全,为同化物的源,上部叶结构功能未构建 完全,是同化物的库,根系亦是库,光合同化物主要向 上部叶和根系分配,故中部功能叶的Hc同化物含量大 于上,下部功能叶.黄柏自剥皮当天到第l5天,同化 物的分配为上部功能叶>中部功能叶>下部功能叶, 且上叶极显着大于下叶(表3).剥皮与不剥皮的上, 中,下叶的多重比较还表明,剥皮树上叶显着大于不剥 皮树上叶,而剥皮树中叶小于不剥皮树中叶,剥皮树下 叶显着小于不剥皮树下叶(表4).可见剥皮改变了树 冠不同部位叶片光合同化物原有的分配格局,向上部 - 叶”库”运输量增加,中,下部叶减少.周贤军等对 荔枝的环剥表明,剥皮阻断了?c同化物向根系的运 输,并有利于”c同化物在地上部分的积累;猕猴 桃],花生,枣的Hc同化物分配研究则表明摘 花,摘叶等栽培措施均改变了光合同化物分配,建立了 新的源一库关系. 表3剥皮对黄柏不同部位叶片”C同化物分配的影响 Table3Effectofbarkingon”C.assimilatesdistributionforleavesofP. chinenessvar.glabriusculumShcneid(%) 表4黄柏剥皮与功能叶部位的SSR测验 Table4TestofSSROilthebarkingandleavespositionof P.chinenessvat.glabriusculumShcneid 剥皮与功能叶部位百分含量差异显着性differences barkingandleavespositionpercent(%)5%1% 2.4剥皮对黄柏韧皮部及根系”C同化物的分配影响 从图1可知,未剥皮黄柏在标记1,15d时树皮和 根系中”c同化物量基本呈一条直线,表明叶片制造的 光合同化物呈稳定态通过韧皮部运输至根系.剥皮树 主干有20cm长的树皮被剥去,1,1ld只能在剥口上 方检测到c同化物,新生皮和根系未测到,说明主干 韧皮部被剥离后,完全阻断了”c同化物向下方韧皮部 及根系的运输;第l5天在新生韧皮部和根系开始检测 到”c同化物,表明新生韧皮部的输导组织将上下剥口 连通,恢复了运输功能. T检验表明,剥皮树的新生韧皮部”c同化物含量 极显着大于未剥皮树(t=8.654>t.)4.032),说明 新生韧皮部积累了较多的光合同化物,其原因可能是 新韧皮部临时成为一个新库,需要更多的同化物用于 新组织的构建;而根系c同化物含量则是未剥皮树极 显着大于剥皮树(t=5.030>to.),表明剥皮树. ol(5)4032 根系积累的光合同化物未达到正常生长黄柏的水平, 可能因新韧皮部的构建消耗了较多的同化物,运转到 根系的量相应减少. 图2显示,剥口上方树皮的”c同化物含量变化呈 不规则曲线,剥口下方树皮在lld以前,均无c同化物 存在,第15天,检测到同化物,但含量低于剥口上方. 臻 萋壹晕 一U :一...7一:?:_,. „„„„/1 一 +A/ . _x—B|} 一 +c // l248lll5 时问fime(d) 图l剥皮对黄柏韧皮部与根系”c同化物分配的影响 Fig.1EffectofbarkingonC.assimilatesdistribution f0;phloemandrootsystemof尸.chinenessvaF. glabriusculumShcneid A:未剥皮树根系;B:剥皮树根系; C:未剥皮树韧皮部;D:剥皮树新生韧皮部 barked;B:rootsystemofthebarked; A:rootsystemofthenon— C:phloemofthenon-barked;D:renewedphloem 12481l15 时间time(d) 图2”C同化物在剥口上,下方韧皮部的分配 Fig.2C.assimilatesdistributionforphloem aboveandbeneaththebarkingposition A:剥口上方韧皮部;B:剥口下方韧皮部 A:phloemabovethebarkingposition;B:phloembeneaththebarkingposition 3结论与讨论 正常生长的黄柏c同化物平均运输速率为 JournalofNuclearAgricultural~ienees 2O07,21(2):191—194 50.2cm/h,若高度为1.5—1.8m,34h同化物可从树 冠运输到根系;黄柏主干树皮的剥离阻断了光合同化 物向下运输,同化物的分配规律发生改变,上部功能叶 同化物含量极显着大于不剥皮树;剥皮后第3天开始 形成愈伤组织,15d形成的新韧皮部具备运输功能,同 化物得以输送到根部. 本研究首次揭示了树木主干大面积剥皮后不死亡 的原因是剥皮后半个月新生组织具备输送光合同化物 的能力.试验中发现:(1)新韧皮部形成的方式与树体 存活及正常生长密切相关.本试验是在新韧皮部包裹 剥皮面积的80%以上,并连接上下切口后所得出的结 果;如新韧皮部成片状,未贯通上下切口,树将在2个 月左右落叶,最后死亡;若新生组织呈纵向条状将上下 切口连通,树也能存活,但生长不良.因此,新皮的纵 向连通是剥皮树成活的关键,而其纵向连通程度则影 响生长,故新韧皮部发生的部位,面积及状况和同化物 运输途径,运输量之间的关系需进一步用”c同位素示 踪技术进行研究;(2)作者前期研究表明,黄柏5—9月 均可剥皮,且不同季节新皮的再生速度不同(7—8月 生长最快).本试验仅揭示了7月份黄柏剥皮后的光 合同化物分配规律,生长季不同月份剥皮后同化物的 分配规律有待进一步研究;(3)植物体内养分运输主要 有两条途径:根系吸收的水分和矿质元素经木质部向 上运输;叶片合成的同化物经韧皮部向下运输.本文 只探讨了剥皮对光合同化物分配的影响,未涉及剥皮 对根系吸收,木质部运输的影响. 林木剥皮再生机理是极为复杂的生命活动,本文 仅基于c同化物的运转和分配对黄柏剥皮再生进行 了初步探索,要揭示剥皮再生机理,还要从解剖结构, 激素水平,环境因子等方面进行系统研究. 致谢:四川农业大学原子能农业应用研究室的刘显义, 张怀渝,陈志渝和杨天正老师在试验和 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 撰写中给 予了支持与帮助,在此谨致谢意. 参考文献: [1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(43卷2分册). 北京:科学出版社,1997.43(2):99—103 [2]中国科学研究院.中国高等植物图鉴补编(第2册).北京:科学 出版社,1983.156 [3]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部).北京:化学工业 出版社,2005,214—215 [4]吴普,等.神农本草经魏.北京:人民卫生出版社,1982,41 (下转第140页) 140 随着剂量的增大各种畸变率不断提高,辐照剂量与核 畸变率,染色体畸变率呈正相关关系,这与前人的研究 结果是一致的.染色体是遗传物质的载体,经 射线辐照后遗传物质的组成发生改变,产生可遗传性 的变异.据C.el?lI~l?O等?研究,一个细胞内各条染色 体对?co射线的辐照敏感程度不同,辐照引起染色 体畸变在某些染色体上出现,而有的染色体几乎不受 射线的影响,染色体断裂大多发生在常染色质和异染 色质结合部位.苜蓿干种子在射线辐照下,根尖细 胞某些染色体发生畸变,产生不同类型的变异,有些变 异是可遗传的.因此用适宜的辐照剂量和杂交实验相 结合,对于苜蓿品种改良具有十分重要的意义.同一 剂量射线辐照肇东苜蓿,龙牧801,龙牧803的干种 子,各品种的敏感性不同.龙牧803是以肇东苜蓿为母 本,二倍体扁蓿豆为父本有性杂交育成(正交),龙牧801 以二倍体扁蓿豆为母本,肇东苜蓿为父本,有性杂交育 成(反交).3个品种经1000—2000Gy?Co射线处理 后,经细胞学观察,龙牧803苜蓿辐照敏感性最强,其次 是肇东苜蓿,龙牧801最弱.这可能是因为龙牧803的 细胞核来源于二倍体扁蓿豆,细胞质来源于肇东苜蓿, 这样的核质互作对辐照敏感性增强,龙牧801的细胞核 来源于肇东苜蓿,细胞质来源于二倍体扁蓿豆,这样的 核质互作对辐照敏感性减弱,肇东苜蓿对辐照敏感性居 中.二倍体扁蓿豆与肇东苜蓿的正反交核质互作对辐 照的敏感性差异还有待于进一步研究. 参考文献: [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [1O] [12] [13] [14] JournalofNuclearAgriculturalSciences 2007,21(2):136—140 马惠平,赵永亮,杨光宇.诱变技术在作物育种中的应用.遗传, 1998,20(4):48—5O WANGLin-qing.Radiationbreeding0fcropinJapan.Atomic AgIicultureTranslation,1983,4(1):1—4 马建中,鱼红斌,伊虎英.中国北方主要牧草品种的辐照敏感性 与辐照育种适宜剂量的探讨.核农,1997,18(3):101—105 GansuUniversityofAgriculture.Herbagebreedingsci?ence.Beijing: AgriculturalPress.1980.71—88 李风光,齐广,黄静.苜蓿辐照变异初探.哲里木畜牧学院学 报,2000,10(1):45—48 王艳萍,马正华,等.六种紫花苜蓿当年产草量及品质的研究分 析.青海大学,2002,20(2):5—7 孙启忠,桂荣,那13苏.我国西北地区苜蓿种子产业化发展优 势与对策.草业科学,2000,17(2):65—68 NCRP.Therelativebiologicaleffectivenessofradiationsofdifferent quality.Be~eada:NCRP,1990 郭桂云,王艳英,刘振东.6.co射线辐照番茄种子对根尖细胞遗 传学效应的影响.植物研究,1996,16(1):108—113 王彩莲,陈秋方,金卫.同步辐照(软x射线)对水稻的细胞学 效应研究.核农,2000,14(3):141—144 张文艺,焦玲,星正治.0.2MeV中子照射洋葱萌发种子后根尖 细胞微核诱发率的研究.中国辐照卫生,2005,14(2):91—92 黄训端,何家庆,周立人,等.6.co射线辐照花魔芋诱变效应的 主成分分析.激光生物,2006,15(2):198—203 刘录祥,韩微波,郭会君,等.高能混合粒子场诱变小麦的细胞学 效应研究.核农,2005,19(5):327—331 C-ermenoML.eta1.1985:C?bandinganalysicofgammaradiation- inducedchromozomalinterchangesinryeBed:Chroumo~ma91,297— 3O6 (上接第194页) [5]吕燕,邱全瑛.黄柏对小鼠DTH及其体内几种细胞因子的影 响.北京中医药大学,1999,22(6):48—50 [6]廖静,鄂征,等.中药黄柏的光敏抗癌作用研究.首都医科 大,1999,20(3):153—155 [7]张志军.黄柏提取物的抗溃疡效果.国外医学一中医中药分册, 1994,16(1):29 [8]宏君.培育捆束水浸应激性溃疡易发系小鼠以及黄柏提取物 成分的药理遗传学解析.国外医学一中医中药分册,1992,14 (1):52 [9]万德光,彭成,等.四川道地中药材志.成都:四川科学技术出 版社,2005,523—534 [1O]宁安中.苹果树环剥存在问题与对策.落叶果树,2005(4):11— 13 [11]赵青华,胡焕平.环剥和喷施赤霉素对冬枣果实与品质的影响. 北方园艺,2006(4):100 [12]窦炳升,戈丰强,等.银杏树中干环割,主干环剥试验.江苏林业 科技,2005,32(4):3234 [13]李正理,崔克明,杜仲剥皮再生的解剖学研究.植物,1981, 23(1):6—11 [14]梁红,蔡业统.肉桂环状剥皮与新皮的再生.植物资源与环境, 1997.6(3):1—7 顾海清,王国良,等.厚朴剥皮再生研究.浙江林业科技,1997,17 (5):64—69 李天红,李绍华,等.水分胁迫对苹果组培苗C一光合产物运输 和分配的影响.中国农业大学,2005,10(5):44—48 王利军,李家永,等.水杨酸对受高温胁迫的葡萄幼苗光合作用 和同化物分配的影响.植物生理学通讯,2003,39(3),215—217 王志芬,刘益同,孙尚仁.利用”C和32P示踪研究流胶对大樱桃 树体生理功能的影响.核农,1991,12(6):285—288 周贤军,吴定尧,黄辉白.螺旋环剥对荔枝”C光合产物转运及分 配的影响.核农,1998,12(6):365—368 王福钧.农学中同位素示踪技术.北京:农业出版社,1989,78— 83 潘瑞炽.植物生理学.北京:高等教育出版社,2004,115 曾骧.果树生理学.北京:北京农业大学出版社,1992,368 郑丕尧.作物生理学导论.北京:北京农业大学出版社,1992, 305—308 方金豹,田莉莉,等.猕猴桃源库关系的变化对果实特性的影 响.园艺,2002,29(2):113—118 王丽丽,李向东,等,改变源库比对花生叶片和根系衰老的影响. 花生,2005,34(3):1—5 刘平,温陟良,等.库一源关系对枣树”C一光合产物分配的影 响.林业科学,2003,39(4):37—42 “幻L兰JL兰