甘蔗蔗莖增粗的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)研究——莖尖微管骨架的初步研究.pdf

1、甘蔗是廣西重要的經(jīng)濟(jì)作物。莖尖是維管植物地上部分一切組織形態(tài)發(fā)生的中心，微管在植物的形態(tài)建成中具有重要作用，研究甘蔗莖尖微管骨架的變化與細(xì)胞生長(zhǎng)分化的關(guān)系對(duì)于闡明甘蔗的增粗機(jī)理具有重要意義。 本研究選用粵糖86/368(YT86/368)、美國(guó)CP80/1827(CP80/1827)兩個(gè)莖徑有明顯差異的甘蔗品種為供試材料，利用改進(jìn)的冰凍切片法結(jié)合間接免疫熒光標(biāo)記技術(shù)對(duì)甘蔗莖尖不同區(qū)域內(nèi)的微管骨架進(jìn)行了研究，結(jié)果如下： 1

2、 利用改進(jìn)的冰凍切片法結(jié)合間接免疫熒光標(biāo)記技術(shù)可以對(duì)甘蔗莖尖微管骨架進(jìn)行研究，有絲分裂中的四種典型的微管骨架都可以得到很好的標(biāo)記，冰凍切片前適當(dāng)濃度的二甲基亞砜處理可以很好的保持細(xì)胞形態(tài)，甘蔗莖尖微管最適宜的抗體濃度為1:200(1抗)和1:40(2抗)。 2 除了有絲分裂中典型的微管列陣外，還觀察到各種微管列陣的中間過(guò)渡狀態(tài)，表明甘蔗莖尖微管骨架具有和許多雙子葉共同的變化規(guī)律。在甘蔗幼葉部位，迅速伸長(zhǎng)的細(xì)胞周質(zhì)微管主要為橫向排

3、列，伸長(zhǎng)緩慢的細(xì)胞其周質(zhì)微管以縱向周質(zhì)微管為主。迅速伸長(zhǎng)幼葉細(xì)胞的分裂相微管也主要為垂周分裂，微管的這些排列可能和幼葉的生長(zhǎng)狀態(tài)密切相聯(lián)系的。 3 甘蔗莖尖頂端原生分生組織區(qū)域中，原套原始細(xì)胞區(qū)及周緣分生區(qū)周質(zhì)微管主要為垂周排列，原套細(xì)胞分裂相微管以垂周分裂為主。在原體細(xì)胞區(qū)域中，觀察到的最多的是和原套表面平行的周質(zhì)微管，肋狀分生組織周質(zhì)微管為橫向周質(zhì)微管，排列較稀疏。原體細(xì)胞中分裂相微管也變化多端，緊鄰原套細(xì)胞的原體細(xì)胞分裂相

4、微管主要進(jìn)行垂周分裂，離原套稍遠(yuǎn)區(qū)域分布的主要為平周分裂的微管，肋狀分生組織細(xì)胞的微管為橫向分裂方向。 4 在甘蔗莖尖原生分生組織區(qū)域下方的初生分生組織中，在原表皮最外層，可以觀擦到周質(zhì)微管、早前期微管帶、紡錘體微管和成膜體微管列陣，周質(zhì)微管以橫向排列為主，偶爾見到有斜向周質(zhì)微管分布；平周及垂周分裂相的微管都有分布，分布的主要是垂周分裂相微管。不同莖徑甘蔗品種原表皮進(jìn)行垂周分裂的微管骨架存在差異，表現(xiàn)為大莖種垂周分裂的微管骨架數(shù)目大于小

5、莖品種，但是無(wú)論是大莖種YueTang86/368還是小莖種CP80/1827都是早前期微管帶在分裂相微管中占有最高的比例。 5 原表皮靠?jī)?nèi)的幾層細(xì)胞分裂相微管主要為紡錘體微管，觀察到的平周分裂微管多于垂周及其它分裂相微管骨架；周質(zhì)微管開始出現(xiàn)多種排列方式，橫向、斜向、縱向及隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)狀等都有分布，其中橫向及斜向微管排列密度較縱向和隨機(jī)狀稀疏。 6 在第三幼葉基部原表皮內(nèi)側(cè)的初生增粗分生組織中，可以觀察到很多分裂相的微管列

6、陣，從縱切面上觀察，紡錘體微管與早前期微管帶大多進(jìn)行平周分裂，本研究所選用的兩個(gè)甘蔗品種初生增粗分生組織平周分裂的微管數(shù)表現(xiàn)為大莖品種顯著大于小莖品種。這可能是甘蔗蔗莖增粗的一個(gè)原因。初生增粗分生組織細(xì)胞周質(zhì)微管列陣中，同一個(gè)細(xì)胞中出現(xiàn)多種微管列陣同時(shí)并存的狀態(tài)，說(shuō)明該組織部位細(xì)胞正在處于活躍的動(dòng)態(tài)且功能多樣化的方向發(fā)展。 7 在原形成束細(xì)胞中除了可以觀察到同一個(gè)細(xì)胞中存在不同周質(zhì)微管列陣外，且同一個(gè)細(xì)胞不同的周質(zhì)微管列陣密度存

7、在差異，其差異程度隨細(xì)胞發(fā)育方式有所不同。原形成層束在發(fā)育成導(dǎo)管的過(guò)程中，周質(zhì)微管列陣也有不同的變化，但是發(fā)育為導(dǎo)管后，導(dǎo)管壁上周質(zhì)的排列逐漸恒定，紋孔和穿孔附近沒有微管的分布。在原形成束還觀察到有進(jìn)行平周分裂的分裂相微管的存在。 8 在基本分生組織中可以觀察到各種周質(zhì)微管列陣及分裂相微管列陣。周質(zhì)微管列陣中，出現(xiàn)許多細(xì)胞核周圍排列不均一的特點(diǎn)，即一側(cè)為有規(guī)則的橫向或縱向排列，另一端為隨機(jī)狀排列。在周質(zhì)微管的典型列陣表現(xiàn)為縱向周質(zhì)微管>

8、橫向周質(zhì)微管>斜向周質(zhì)微管>隨機(jī)周質(zhì)微管，且不同莖徑甘蔗品種縱向和隨機(jī)周質(zhì)微管存在顯著性差異。分裂相微管列陣大多為平周分裂，不同莖徑甘蔗品種基本分生組織進(jìn)行平周分裂的微管列陣數(shù)目不同，表現(xiàn)為大徑品種極顯著大于小莖，這也可能甘蔗蔗莖增粗的另一個(gè)因素。 9 相關(guān)性分析結(jié)果表明，第三幼葉基部初生增粗分生組織中平周分裂、垂周分裂的微管骨架數(shù)目、基本分生組織中分裂相微管骨架數(shù)目及縱向周質(zhì)微管列陣數(shù)目與蔗莖呈極顯著正相關(guān)，其中初生增粗分生組