银杏毛状根褐化机制的初步研究

作者：刘思巧; 罗丹; 李高钰; 魏玉兰; 马明东^*

来源：西北植物学报, 2019, 39(03): 453-461.

• 毛状根
• 银杏
• 优化
• 酶促褐化

该实验依据现有发根农杆菌侵染法,以银杏无菌苗叶片为外植体,对农杆菌诱导银杏毛状根的实验操作进行优化,并观察记录银杏毛状根继代生长情况,测定继代不同天数的毛状根组织内多酚含量、多酚合成相关酶基因和POD基因相对表达量,以探讨银杏毛状根褐化的生理机制。结果显示:(1)银杏农杆菌侵染最适预培养时间为3d、菌种为R1601、共培养基为White、侵染时间为30min,优化侵染操作后的银杏毛状根诱导率可达72.36%;银杏毛状根继代生长的最适IBA浓度为0.5mg/L。(2)银杏毛状根初始发根时颜色为乳白色,多在伤口处簇生,伸长生长时无向地性,不分叶正背面都能在伤口处诱导出根,且在除菌培养20d时毛状根长可达0.4～0.8cm;继代培养25d时毛状根为白色,继代35d时部分毛状根从根部至中部开始转黄,继代45d时大部分毛状根由白转黄,根部至中部开始有褐化出现。(3)继代35d时毛状根的PAL、C4 H、4CL和POD基因表达量分别为25d的68%、44%、51%、52%;继代45d时PAL、C4 H、4CL、POD基因表达量分别为35d的19%、75%、86%、105%。(4)继代35d、45d的银杏毛状根总酚类含量分别为17.14和13.78mg/g。研究发现,PAL基因表达量变化与其下游的两个关键酶基因(C4 H、4CL)表达量变化不一致,且PAL基因表达量的大幅降低并未对下游C4 H、4CL基因表达有明显影响,说明PAL基因表达量变化对其下游合成速率影响不大,可能不是银杏毛状根苯丙氨酸代谢途径的限速酶;而C4 H与4CL基因表达量变化趋势高度一致,说明C4H应是该途径中的限速酶之一;推测继代前期可能是由PPO作为关键酶参与毛状根褐化反应,导致后期毛状根生长受抑制,POD基因表达水平随之上升,POD参与褐化反应。

• 单位
  成都工业职业技术学院; 四川农业大学