体细胞胚胎发生的分子机制及生理生化研究进展

本文较详细地综述了近年来体细胞胚胎发生的分子机制及生理生化研究进展,这些研究包括：DNA、RNA和蛋白质的合成;特异性胚性蛋白的研究;内源多胺代谢的改变;内源游离氨基酸及还原性小分子物质含量的改变;内源激素的改变以及几种酶的同工酶酶谱的改变;并指出了当前体细胞胚胎发生机理及生理生化研究中存在的一些问题。     

刺五加体细胞胚发生研究进展

综述了国内外对刺五加体细胞胚发生研究的现状。分别对刺五加体细胞胚发生方式、体细胞胚发育相关生理生化变化（包括生长素极性运输、DNA甲基化和代谢途径调控）、体细胞胚生物反应器培养的研究现状进行了评述。     

植物体细胞胚发生中ATP酶活性时空分布动态与内源激素的变化

本文以我们的研究结果为基础,并结合国内外近几年有关研究报道,对植物体细胞胚发生中的超微结构和ATP酶活性时空分布动态及内源激素的变化和作用进行专题评述。⑴ 超微结构的变化：当植物体细胞一旦转化为胚性细胞后,各种细胞器相继增加,不仅丰富而且活跃,特别是线粒体内嵴发达,有的正处于分裂状态;核糖体聚集成多聚核糖体;质体中含大量淀粉粒,接着出现高尔基体等。早期胚性细胞与周围细胞还存在胞间连丝,随着胚性细胞壁的加厚,胞间连丝也随之消失。⑵ ATP酶时空分布动态：早期的胚性细胞中ATP酶反应产物主要沉积于质膜和液泡膜上,后期ATP酶活性转入细胞内,液泡和细胞核中,而且在胚性细胞壁加厚处有活跃的ATP酶活性反应,并证明ATP酶活性是在胚性细胞发生过程中形成的。⑶ 内源激素的变化与作用：在体细胞胚诱导过程中内源激素起着关键性作用,内源生长素含量的提高为胚性细胞的诱导奠定了基础,细胞分裂素含量的增加可促进胚性细胞的分裂和增殖,ABA不仅提高了体细胞胚的诱导频率,而且促进了体细胞胚的正常发育。     

植物体细胞胚发生中ATP酶活性时空分布动态与内源激素的变化

本文以我们的研究结果为基础,并结合国内外近几年有关研究报道,对植物体细胞胚发生中的超策结构和ATP酶活性时空分布动脉及内源激素的变化和作用进行专题评述。（1）超微结构的变化：当植物体细胞一量转化为胚性细胞后,各种细胞器相继增加,不仅丰富而且活跃,特别是线粒体内发达,有的正处于分裂状态;核糖体聚集成多聚核糖体;质体中含大量淀粉粒,接着出现高尔基体等。早期胚性细胞与周围细胞还存在胞间连丝,随着胚性细胞壁的加厚,胞间连丝也随之消失。（2）ATP酶时空分布动态：早期的胚性细胞中ATP酶反应产物主要沉积于质和液泡上,后期ATP酶活性转入细胞内,液泡和细胞核中,而且在胚性细胞壁加厚处有活跃的A5P酶活性反应,并证明ATP酶活性是在胚性细胞发生过程中形成的。（3）内源激素的变化与作用：在体细胞胚诱导过程中内源激素起着关键性作用,内源生长素含量的提高为胚性细胞的诱导奠定了基础,细胞分裂素含量的增加可促进胚性细胞的分裂和增殖,ABA不仅提高了体细胞胚的诱导频率,而且促进了体细胞胚的正常发育。     

香果树体细胞胚胎发生过程中4种同工酶的研究

用非变性聚丙烯凝胶电泳技术对香果树体细胞胚胎发生及形态建成过程中过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)、淀粉酶(AMY)和超氧化物歧化酶(SOD)4种同工酶进行分析.结果表明:香果树体细胞胚胎发生及形态建成过程中,POD、EST、AMY和SOD活性变化与胚性愈伤组织的诱导及体细胞胚的发生发育密切相关.非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织酶谱差异明显,胚性愈伤组织中EST和AMY同工酶酶带多且活性高,非胚性愈伤组织中缺乏EST和AMY同工酶表达,AMY同工酶可作为胚性细胞分化和发育的重要标志.香果树体细胞胚形态建成过程中,球形胚时期的AMY、POD、EST同_T酶活性最强,表明这一时期生理代谢旺盛,是体细胞胚形态建成的关键时期;POD、AMY和SOD 3种同工酶的酶谱及表达强弱在形态建成的不同时期呈现有规律的变化,可作为香果树体细胞胚发生发育特定时期的参考标记. 与胚性愈伤组织的诱导及体细胞胚的发生发育密切相关.非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织酶谱差异明显,胚性愈伤组织中EST和AMY同工酶酶带多且活性高,非胚性愈伤组织中缺乏EST和AMY同工酶表达,AMY同工酶町作为胚性细胞分化和发育的重要标志.香果树体细胞胚形态建成过程 ,球形胚时期的AMY、POD、EST同_T酶活性最强,表明这一时期生理代谢旺盛,是体细胞胚形态建成的关键时期;POD、AMY和SOD 3种同工酶的酶谱及表达强弱在形态建成的不同时期呈现有规律的变化,可作为香果树体细胞胚发生发育特定时期的参考标记. 与胚性愈伤组织的诱导及体细胞胚的发生发育密切相关.非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织     

胁迫诱导植物体细胞胚发生中相关基因及蛋白的研究进展

植物体细胞胚发生是一个复杂的发育过程,体细胞胚发生已成为研究植物胚胎发育过程中生理、生化、分子生物学等方面分子机理的模式系统。胁迫被认为是对体细胞胚的诱导有重要作用的因素。植物生长调节物质如2,4-D、ABA等目前认为是与胚性能力获得有关的胁迫物质。在蛋白和转录水平上对基因表达的分析中已鉴定出一些与体细胞胚发生相关的基因和蛋白。该文主要对近年来国内外有关胁迫诱导体细胞胚发生的相关基因及蛋白的研究进展进行综述。     

马唐体细胞胚胎发生过程中生理变化的研究

本文通过对马唐体细胞胚胎发生过程中生理变化的研究后发现,球形胚游离氨基酸种类最少、浓度最低;其过氧化物酶、酯酶和淀粉酶同工酶活性较高、种类较多;其可溶性蛋白质相对浓度最高,并且出现至少两种新带。这说明球形胚已开始分子水平的分化;在这一时期合成的蛋白质(酶),对于马唐体细胞胚胎发生中胚体细胞水平的分化有着重要作用。     

棉花体细胞胚发生机理的研究进展

棉花是一种较难通过体细胞胚发生完成植株再生的作物,而体细胞胚发生是限制棉花基因工程和细胞工程得以广泛应用的主要因素.研究者从不同角度探讨了棉花体细胞胚发生机理并取得了很大的进展,为棉花的遗传转化提供了重要的技术支持,同时成功建立了一些棉花植株再生体系.本文分别从基因型限制、胚胎学、生理生化变化、分子机理等方面阐述了近年来棉花体细胞发生机制的研究进展,并讨论了本研究领域目前存在的主要问题及相应对策.     

高粱不同类型胚性和非胚性愈伤组织的生理生化差异

植物体细胞胚胎发生过程中伴随着复杂的生理生化变化,为进一步揭示胚性愈伤组织的再生潜力,该研究以高粱Sb19未成熟胚诱导产生的两种胚性愈伤组织和一种非胚性愈伤组织为材料,通过测定各愈伤组织中可溶性蛋白、游离脯氨酸和可溶性糖的含量,采用方差分析法对高粱体细胞胚胎发生过程中不同类型愈伤组织的生理生化指标进行了差异比较研究。结果表明:(1)高粱两种胚性愈伤组织中可溶性蛋白、游离脯氨酸和可溶性糖的含量均显著高于非胚性愈伤组织,表明胚性愈伤组织中的代谢活性高于非胚性愈伤组织,能够为体细胞胚胎发生提供更多的物质能量基础。(2)两种类型胚性愈伤组织之间生理生化差异显著,其中,Ⅱ型胚性愈伤组织中可溶性蛋白和游离脯氨酸含量均显著高于Ⅰ型胚性愈伤组织,相反,Ⅱ型胚性愈伤组织中可溶性糖含量显著低于Ⅰ型胚性愈伤组织,这种生理生化差异在一定程度上影响了后期的分化。该研究结果为愈伤组织的胚胎发生能力与生化代谢的关系提供理论依据。     

松柏类植物体细胞胚胎发生的研究进展

松柏类植物的体细胞胚胎发生既是繁育的一种手段,又是研究胚胎发育过程中结构、生理和分子事件的一种重要的模式系统。整个体细胞胚胎发生过程主要包括3个步骤：胚性组织的诱导和增殖、体细胞胚的成熟以及体细胞胚的萌发和转换。过去为了提高胚胎发育过程所做的努力主要都集中在胚的成熟阶段,这是因为一直认为能否成功再生的关键在于胚发育成熟阶段的处理。然而,在过去几年里,结合生理生化以及分子生物学的研究发现,胚胎发生的早期阶段对于完成整个发育过程也是至关重要的,早期阶段培养条件的优化可以显著提高培养过程中体细胞胚的数量和质量。此外,萌发过程培养条件的调节对于提高成熟体细胞胚的萌发率和转换率也很重要。因此,这些新的研究成果对于改善松柏类植物体细胞胚胎发生中的胚的诱导率和转换率低的现象具有重要的意义。     

Exogenous Spermidine Promotes Somatic Embryogenesis of <i>Cunninghamia lanceolata</i> by Altering the Endogenous Phytohormone Content

In order to study how exogenous hormones in C. lanceolata (gymnosperm) regulate somatic embryogenesis, we measured the endogenous phytohormones of two genotypes with different somatic embryogenesis efficiency and found that an increase in endogenous concentrations of IAA and ABA may be correlated to more efficient somatic embryogenesis. By applying exogenous spermidine, we found that exogenous hormones may affect somatic embryogenesis efficiency through affecting the endogenous phytohormone content. Based on these results, further studies can be conducted whereby the concentration of exogenous hormones or the levels of endogenous phytohormones by molecular methods are regulated to promote somatic embryogenesis. Our research may benefit the long-term economic output of the forestry industry and lays the foundation to studying the molecular mechanism that controls somatic embryogenesis efficiency.     

脱落酸在植物体细胞胚胎发生中的调控作用

脱落酸是一种具有全面生理功能的植物激素,在植物体细胞胚胎发生发育过程中具有重要的作用。根据国内外最新的研究文献,从脱落酸对植物体细胞胚胎发生的影响、植物体细胞胚胎发生过程中内源脱落酸含量的变化、脱落酸对体细胞胚胎发生过程中基因表达、信号转导的调控和转基因的表达调控入手,概述了脱落酸在植物体细胞胚胎发生中的调控作用。     

Abscisic acid and stress treatment are essential for the acquisition of embryogenic competence by carrot somatic cells

Studies of carrot embryogenesis have suggested that abscisic acid (ABA) is involved in somatic embryogenesis. A relationship between endogenous ABA and the induction of somatic embryogenesis was demonstrated using stress-induced system of somatic embryos. The embryonic-specific genes C-ABI3 and embryogenic cell proteins (ECPs) were expressed during stress treatment prior to the formation of somatic embryos. The stress-induction system for embryogenesis was clearly distinguished by two phases: the acquisition of embryogenic competence and the formation of a somatic embryo. Somatic embryo formation was inhibited by the application of fluridone (especially at 10⁻⁴ M), a potent inhibitor of ABA biosynthesis, during stress treatment. The inhibitory effect of fluridone was nullified by the simultaneous application of fluridone and ABA. The level of endogenous ABA increased transiently during stress. However, somatic embryogenesis was not significantly induced by the application of only ABA to the endogenous level, in the absence of stress. These results suggest that the induction of somatic embryogenesis, in particular the acquisition of embryogenic competence, is caused not only by the presence of ABA but also by physiological responses that are directly controlled by stresses.     

Embryo production through somatic embryogenesis can be used to study cell differentiation in plants

Somatic embryogenesis is the process by which somatic cells, under induction conditions, generate embryogenic cells, which go through a series of morphological and biochemical changes that result in the formation of a somatic embryo. Somatic embryogenesis differs from zygotic embryogenesis in that it is observable, its various culture conditions can be controlled, and a lack of material is not a limiting factor for experimentation. These characteristics have converted somatic embryogenesis into a model system for the study of morphological, physiological, molecular and biochemical events occurring during the onset and development of embryogenesis in higher plants; it also has potential biotechnological applications. The focus of this review is on embryo development through somatic embryogenesis and especially the factors affecting cell and embryo differentiation.     

植物体细胞胚发生的细胞生物学研究进展

体细胞胚发生是植物界的一个普遍现象,本文从组织细胞学、超微结构、电镜细胞化学、分子生物学等方面对体细胞胚发生发育过程中的形态建成和细胞结构,Ca2 和ATPase的动态变化,淀粉和蛋白质代谢,核糖体、线粒体等对极性变化的影响,畸形胚的发生和体胚同步化的诱导调控,基因调控等方面进行了综述,为进一步深入了解体细胞胚的发生发育规律及基因调控机制以及植物高效再生体系的建立提供参考。     

IAA Metabolism in Embryogenic and Non-Embryogenic Carrot Cells

Carrot somatic embryos can readily be induced from embryogeniccells transferred from auxin-containing medium to auxin-freemedium, but not from transferred non-embryogenic cells. It iswell-known that IAA, a natural auxin, plays important rolesin many physiological responses including somatic embryogenesis,but, there is no report of the IAA metabolism in embryogenicand non-embryogenic cells. Therefore, we examined IAA metabolismin embryogenic and nonembryogenic carrot cells. In this paper the IAA metabolism in embryogenic cells and non-embryogeniccells is described. The induction of IAAsp formation was clarifiedin both cells. On the other hand, in non-embryogenic cells,an unknown metabolite was detected and identified as oxindole-3-acetylasparticacid (oxIAAsp). OxIAAsp formation may be induced to eliminateexcess auxin. Furthermore, endogenous IAA contents in both cellswere quantified and the relationship between somatic embryogenesisand IAA metabolism is discussed. (Received May 2, 1994; Accepted August 30, 1994)     

松柏类植物体细胞胚胎发生的研究进展

松柏类植物的体细胞胚胎发生既是繁育的一种手段,又是研究胚胎发育过程中结构、生理和分子事件的一种重要的模式系统.整个体细胞胚胎发生过程主要包括3个步骤:胚性组织的诱导和增殖、体细胞胚的成熟以及体细胞胚的萌发和转换.过去为了提高胚胎发育过程所做的努力主要都集中在胚的成熟阶段,这是因为一直认为能否成功再生的关键在于胚发育成熟阶段的处理.然而,在过去几年里,结合生理生化以及分子生物学的研究发现,胚胎发生的早期阶段对于完成整个发育过程也是至关重要的,早期阶段培养条件的优化可以显著提高培养过程中体细胞胚的数量和质量.此外,萌发过程培养条件的调节对于提高成熟体细胞胚的萌发率和转换率也很重要.因此,这些新的研究成果对于改善松柏类植物体细胞胚胎发生中的胚的诱导率和转换率低的现象具有重要的意义.