在不使用植物激素处理的情况下，可诱导吐根茎节间片段产生不定芽。为了评估不定芽形成过程中植物激素的动态变化，我们采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）测定了茎节间片段中的内源生长素和细胞分裂素含量。
在不使用植物激素处理的情况下，可诱导吐根茎节间片段产生不定芽。为了评估不定芽形成过程中植物激素的动态变化，我们采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）测定了茎节间片段中的内源生长素和细胞分裂素含量。
不定芽的形成是经济作物繁殖和转基因植株再生的重要技术。在大多数植物物种中，不定芽的诱导需要植物激素处理。不定芽能否被诱导取决于生长素与细胞分裂素（CK）水平之间的平衡。研究人员通常需针对不同外植体组织和植物物种，确定最适的植物激素浓度和组合。然而，在吐根（ipecac）中，无需添加植物激素，即可在培养基上的节间片段上诱导产生不定芽。这使得可以评估吐根细胞分化所具有的内在可塑性。为诱导吐根不定芽，我们将节间片段接种于不含植物激素、以0.2%结冷胶固化的B5培养基上，在24 °C、光照强度为15 µmol m−2 s−1、光照周期为14小时光照/10小时黑暗的条件下培养5周。为研究不定芽形成过程中植物激素的动态变化，我们采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）测定了节间片段中内源性吲哚-3-乙酸和细胞分裂素（CKs）的含量。该方法可简便地分析内源性吲哚-3-乙酸和细胞分裂素的水平，并可用于研究其他植物物种器官发生过程中内源生长素与细胞分裂素的动态变化。
戈特利布·哈伯兰特（Gottlieb Haberlandt，1854–1945）提出了“"全能性"”的概念，即植物细胞即使在成熟植株中已分化为特定细胞类型后，仍具有分裂、分化并再生完整植株的能力1。在组织培养中，能否诱导植株再生取决于培养基中外源添加的植物激素的种类及其浓度组合。斯库格（Skoog）和米勒（Miller）发现，在细胞分裂素（CKs）与生长素比例较高的培养基上，烟草愈伤组织可诱导产生不定芽；而在比例较低的培养基上则可诱导产生不定根2。自该发现以来，组织培养已广泛应用于重要经济作物的繁殖以及转基因植株的再生3。不定芽可从除茎尖分生组织以外的其他组织诱导产生，例如叶片、根和节间。在大多数植物物种中，诱导不定芽的形成需要进行植物激素处理。然而，最适浓度和激素组合因物种及所用外植体组织的不同而有所差异。因此，确定实验所需的最适植物激素浓度和组合需投入大量研究工作。
Carapichea ipecacuanha（Brot.）L. Andersson（吐根）是一种药用植物，其根部主要含有吐根碱（emetine）和吐根酚碱（cephaeline）等生物碱4。根部提取物被用作祛痰剂、催吐剂以及抗阿米巴原虫药物5
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注意：本研究使用了吐根（C. ipecacuanha），因为它有助于内源性植物激素的分析。
1. 诱导吐根不定芽的生长条件
2. 植物激素的提取与纯化
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在第1st 周时，未见不定芽形成。在第2nd 周时，出现了小芽。在第 3rd 和 4th 周后，芽的数量主要在顶端区域（I 和 II）增加（图2A）。在第5th 周时，I 区的芽数量约为 7 个，II 区约为 5 个（图2B相比之下，区域III和IV中仅形成少量芽。
培养前，区域 I 的 IAA 水平略高于区域 II–IV（分别为 4.1 pg/mg 鲜重（FW）和约 2.5 pg/mg FW）； 图3）。在第1st 周时，第 IV 区的 IAA 水平显著升高（11.4 pg/m.......
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为了确定参与器官发生的植物激素的分布情况，使用在不含植物激素的培养基上能够观察到器官发生的植物材料至关重要。因为当外源施加植物激素以诱导愈伤组织形成芽或根时，这些激素会影响整个外植体，从而难以评估植物在细胞分化和器官发生方面的内在可塑性。在其他植物物种中，例如 Dianthus caryophyllus L.11、Aegle marmelos (L.) Corrêa12、Bacopa monnieri (L.) Pennell13、Celastrus paniculatus Willd.14 和 Kalanchoë blossfeldiana Poelln.15，可在不含植物激素的培养基上诱导产生不定芽。该实验方案有可能应用于这些植物物种。
我们使用乙腈提取.......
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作者声明不存在利益冲突。
我们感谢东洋大学应用生物科学系的村上明先生以及群马县农业技术中心的谷口光大先生提供的技术支持。同时感谢东洋大学的柏田昌佐教授和Uma Maheswari Rajagopalan博士提出的宝贵建议。本研究部分由东洋大学生命与环境科学研究中⼼资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| [2H5]吲哚-3-乙酸 | Olchemlm Ltd | 031 1531 | LC-MS/MS内标物 |
| [2H5]反式玉米素 | Olchemlm Ltd | 030 0301 | LC-MS/MS内标物 |
| [2H5]反式玉米素核苷 | Olchemlm Ltd | 030 0311 | LC-MS/MS内标物 |
| [2H6]N6-异戊烯基腺嘌呤 | Olchemlm Ltd | 030 0161 | LC-MS/MS内标物 |
| [2H6]N6-异戊烯基腺苷 | Olchemlm Ltd | 030 0171 | LC-MS/MS内标物 |
| 吲哚-3-乙酸 | Wako | 098 00181 | LC-MS/MS标准品 |
| 反式玉米素 | SIGMA-ALDRICH | Z0876 5MG | LC-MS/MS标准品 |
| 反式玉米素核苷 | Wako | 262 01081 | LC-MS/MS标准品 |
| N6-异戊烯基腺嘌呤 | SIGMA-ALDRICH | D7674 1G | LC-MS/MS标准品 |
| N6-异戊烯基腺苷 | ACROS ORGANICS | 22648 1000 | LC-MS/MS标准品 |
| LC-MS用超纯乙腈 LiChrosolv | MERCK | 1.00029.1000 | LC-MS/MS溶剂 |
| 色谱用水 LiChrosolv | MERCK | 1.15333.1000 | LC-MS/MS溶剂 |
| HPLC | SHIMADZU | Prominence | |
| MS | Sciex | 3200QTRAP | |
| Oasis HLB 30 mg/1 cc | Waters | WAT094225 | 固相萃取小柱 |
| Oasis MCX 30 mg/1 cc | Waters | 186000252 | 固相萃取小柱 |
| 螺旋口全回收小瓶 | Waters | 186002805 | |
| 蓝色，12 x 32 mm 螺旋口盖及聚四氟乙烯/硅胶隔垫 | Waters | 186000274 | |
| Acquity UPLC BEH C18, 2.1x100 mm | Waters | 186002350 | UPLC色谱柱 |
| Proshell 120 EC-C18, 2.1x50 mm | Agilent | 699775-902 | UPLC色谱柱 |
| 数码显微镜 | Leica | DHS1000 | |
| TissueLyser II | QIAGEN | 85300 | |
| 手术刀片 | Feather | No. 22 | |
| 手术刀柄 | Feather | No. 4 | |
| Savant SpeedVac/制冷式蒸气捕集器 | Thermo Fisher Scientific | SPD111/RVT4104 | 真空浓缩仪 |
| 一次性玻璃试管 (13x100 mm) | IWAKI | 9832-1310 | |
| 无菌培养皿 | INA OPTICA | I-90-20 |
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