降低梨外植体组培褐变途径的初步研究
梨组培褐化及防褐措施
梨组培褐化及防褐措施梨是蔷薇科苹果亚科梨属植物，是我国重要的经济树种。
组培技术在梨的种质保存、脱毒快繁及遗传育种中发挥着重要作用。
而在梨组培中，外植体初代或继代培养过程中褐化现象严重，导致材料大量死亡。
褐化？一、发生原因二、影响因素三、防褐措施发生原因褐化是组培过程中外植体内的酚类物质在有氧气的条件下，被多酚氧化酶氧化形成有毒的醌类物质，聚合形成黑褐色物质扩散到培养基中，使外植体切面迅速变成褐色，抑制其他酶的活性，对外植体产生毒害的现象。
正常的组织细胞中酚类物质存在于液泡内，多酚氧化酶分布在各种质体或细胞质中，而当细胞受到伤害时，膜结构被破坏，酶和底物接触，褐化发生。
影响因素1 外植体1.1 种类不同的种类，多酚氧化酶的活性和酚类物质的量上存在差异，褐化程度也不同。
如在对苍溪梨和金花梨的研究中发现，在一定时期内，苍溪梨多酚氧化酶的活性、总酚含量和褐化率均高于金花梨。
1.2 类型胚培养较少褐化，而茎尖、叶片等高度分化的组织容易褐变。
一般来说，幼嫩的外植体接种后褐变不明显，随着外植体的年龄和组织木质化程度的提高，褐化加剧。
生长在避荫处的外植体比生长在全光下的褐化率低。
外植体越小，切面与体积的比率越大，褐变越严重。
1.3 取材时期不同取材时期的外植体，酚类物质的含量及多酚氧化酶活性不同，接种后褐变程度也不同。
如金花梨茎尖和芽组培褐变率一年有三次高峰，4月份褐变率最高为100%，1月褐变率最低为0。
1.4 消毒情况消毒剂不同，外植体的褐化程度也不同。
酒精消毒虽然效果较好，但易对材料造成伤害，导致褐化。
升汞对外植体伤害比较轻。
消毒时间越长，消毒效果越好，但褐变越严重。
2 培养基培养基中较低的无机盐浓度可减轻褐化。
如苹果梨外植体以1/3MS为基本培养基时的褐化程度相对于1/2MS和MS培养基的轻。
生长调节物质使用不当，培养材料容易褐化。
如细胞分裂素BA能刺激多酚氧化酶活性提高，加剧褐化。
相比固体培养基，因为液体培养基中毒害物质可以很快扩散，可以减轻褐化对外植体的伤害。
组培中解决外植体的褐变问题
组培中解决外植体的褐变问题论文摘要:植物组织培养过程中，褐变问题普遍存在,与菌类污染和玻璃话现象并称为植物组织培养的三大难题。
针对褐变难题，本文结合相关资料，对影响褐变的因素作了全面分析，褐变的影响因素是复杂的，随植物种类外植体的部位几生理状况培养基及培养条件的不同而危害的程度有所不同，对这些因素是内因外界影响作用作了分析并针对这些因素提出了相应的解决措施。
在许多植物组织培养过程中，常遇到褐变问题。
褐变主要发生在外植体，在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。
褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐，而且对许多酶有抑制作用，从而影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致死亡。
本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施，对我们进行科学研究或工厂生产，包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。
1褐变原因及危害褐变是指外植体在培养过程中,自身组织从表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。
褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。
很多植物，尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物，这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在，因而比较稳定。
在切割外植体时，切口附近的细胞受到伤害，其分割状态被打破，酚类化合物外溢。
对于外植体本身来讲，酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应，可诱导植保素或无物理屏障的形成，以防止微生物侵染组织。
但酚类很不稳定，在溢出过程中与多酚氧化酶接触，在多酚氧化酶的催化下，迅速氧化成褐色的醌类物质和水，醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下，与外植体组织中的蛋白质发生聚合，进一步引起其他酶系统失活。
从而导致组织代谢活动紊乱，生长停滞，最终衰老死亡。
此外，由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。
2 褐变产生的机理2.1 非酶促褐变非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡，即坏死形成的褐变现象，并不涉及酚类物质的产生。
植物组织培养外植体褐变的研究进展分析
5BIOTECHWORLD 生物技术世界近年来组培技术在农作物栽培、花卉生产幼苗以及脱毒苗当中的应用日趋广泛,使得植物种植日益规模化以及自动化,避免受自然条件的影响。
组织培养方面的理论研究已经较为成熟,不过在试验生产的过程当中往往出现外植体褐变的问题[1]。
褐化产物一方面导致外植体以及培养基褐变,另一方面也会抑制外植体的正常生理反应,从而影响外植体生长,甚至诱发外植体的死亡。
因此加强外植体褐变方面的研究有着重要作用。
1 植物组织培养外植体褐变的影响因素1.1 外植体材料一方面是生理状态的影响。
材料自身生理状态的不同,在接种后的褐变程度往往也有所区别,原因推测是不同生理状态材料,其中酚类物质含量以及PPO的活性各不相同,褐变则随母株的年龄以及组织的木质化程度而呈现出上升的趋势。
有学者使用桑树基部幼芽作为外植体,比桑树上部的枝条壮芽外植体褐化程度轻并且褐化率低[2]。
另一方面是取材部位以及时期的影响。
研究人员通过对葡萄进行研究,发现侧生蔓切取茎尖要比延长蔓更加容易成活,分析发现前者的酚类物质含量要比后者低。
使用苹果进行研究结果表明顶芽要比侧芽更加容易成活,并且褐变的程度也更轻。
1.2 培养条件研究人员发现卡特兰在10～20℃的时候褐变程度要比超过20℃的时候轻。
苹果等植物茎尖的外植体加以遮光处理之后,其褐变的程度显著降低,同时取自然光照条件下的植株枝条,在接种后则容易出现褐变问题。
推测其中的原因可能是酚类物质合成醌类物质时候需要光诱导酶。
1.3 培养基培养基的成分过高导致无机盐的浓度上升,可以诱发柚棕出现褐变。
同时培养基的pH值变化能够导致酚类以及酚氧化酶的结合部位发生改变。
实验显示,石井的培养基pH在3.0～4.0的时候,外植体排出较多的褐化物,而pH为5.0的时候排出的褐化物显著减少。
除此之外,培养基的状态对褐化也有相应的影响。
通常情况下,液体培养的时候外植体的毒害物质能够很快扩散,这样一来对外植体的影响就比较轻微。
植物组织培养褐变产生的因素及对策
植物组织培养褐变产生的因素及对策褐变在许多植物组织培养过程中，常遇到褐变问题。
褐变主要发生在外植体，在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。
褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐，而且对许多酶有抑制作用，从而影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致死亡。
本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施，对我们进行科学研究或工厂生产，包括植物组织的培养原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。
1、褐变的危害褐变是指外植体在培养过程中，自身组织从表面培养基释放褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。
褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。
很多植物，尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物，这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在，因而比较稳定。
在切割外植体时，切口附近的细胞受到伤害，其分割状态被打破，酚类化合物外溢。
对于外植体本身来讲，酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应，可诱导植保素或无物理屏障的形成，以防止微生物浸染组织。
但酚类很不稳定，在溢出过程中与多酚氧化酶接触，在多酚氧化酶的催化下，迅速氧化成褐色的醌类物质和水，醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下，与外植体组织中的蛋白质发生聚合，进一步引起其他酶系统失活。
从而导致组织代谢活动紊乱，生长停滞，最终衰老死亡。
此外，由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。
2、褐变产生的机理2.1 非酶促褐变非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡，即坏死形成的褐变现象，并不涉及酚类物质的产生。
将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl 的培养基中，组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变，但培养基中没有看到扩散的褐化物质。
当温度升高时继代保存时间过长，也会发生此类现象但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了2.2 酶促褐变目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的，培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的。
植物组织培养褐化现象研究进展及防治方法
植物组织培养褐化现象研究进展及防治方法作者：张玮雨来源：《农村经济与科技》2017年第14期[摘要]综述了近年来的植物组织培养的褐化现象，简要分析了发生机制及影响因素，总结了常用的褐化防治方法，以期能够为以后的研究提供一些理论帮助。
[关键词]植物组织培养；褐化现象；发生机制；影响因素；防治方法[中图分类号]S567 [文献标识码]A1 植物组织培养褐化现象的发生机制及影响因素植物组织培养是在无菌条件下，将植物细胞、组织和器官等外植体进行离体培养并使其发育为完整植株的技术。
在这一过程中，经常出现污染、玻璃化与褐化的情况，并一直难以解决。
植物组织培养中的褐化现象普遍存在，轻则阻碍外植体生长发育，重则导致死亡，是植物组织培养中难解决的障碍。
1.1 植物组织培养褐化的发生机制一般认为，植物组织培养褐化的发生机制分为由多酚氧化酶作用于酚类物质引起的酶促褐化和由组培伤口、培养条件导致的胁迫褐化两种。
酚类物质可以在有氧的前提下，被多酚氧化酶催化氧化为醌类物质，正常的在体情况，由于多酚氧化酶与酚类物质在体内分布有差异，多酚氧化酶在质体和细胞质中，酚类物质在液泡中，所以并不会引起褐化。
符真珠等在对3个牡丹品种的未褐化与褐化试管苗中的酚酸定性定量分析时初步证明，苯甲酸、4-羟基苯甲酸、咖啡酸、没食子酸、没食子酸甲酯、莽草酸、儿茶酚、芍药苷、3-羟基-4-甲氧基苯乙酮9种酚酸与牡丹试管苗褐化密切相关，可能是导致牡丹试管苗褐变的酶促底物。
关于胁迫褐化，对植物来说，损伤和胁迫主要来自切伤、外植体与培养基的接触。
现已有多种研究表明，褐化的发生很可能与这些非生物胁迫（切伤、不利培养条件等）诱导植物产生的一系列生理生化反应有关。
1.2 植物组织培养褐化的影响因素褐化通常与植物种类即自身基因型有关，如木本植物相较草本植物而言就更易褐化，同一种类不同品种的植物也会相差很多。
褐化还与培养条件密切相关。
催化酚类物质的氧化的酶，需要光诱导，所以暗处理能明显推迟褐化发生的时间，并降低褐化的发生机率，同时，光照强度也是影响因素之一。
褐变综述——精选推荐
褐变综述组培中如何抑制褐变的研究⽂献综述摘要：本⽂主要从如何防⽌或者减少组织培养中外植体褐变现象进⾏综述.选择适当的外植体并进⾏预处理,选择适宜的培养基,培养基中添加防褐剂,选择适宜的培养条件,外植体的连续转移等措施都能有效减少组织培养过程中褐变现象的发⽣。
关键字：组织培养褐变褐变是指外植体在诱导脱分化或再分化过程中，从组织表⾯向培养基释放分泌物质,这种分泌物质氧化后使培养基逐渐变成褐⾊(或⿊⾊),外植体随之进⼀步变褐⽽死亡的现象。
组织培养过程中外植体褐变是影响组织培养的重要因素。
发⽣褐变是因为植物体内含有较多的酚类化合物，在完整植物体的细胞中，酚类化合物与多酚氧化物分割存在，因此⽐较稳定。
当外植体切割后，切⼝附近的细胞的分割效应被打破，组织中的酚类物质经多酚氧化酶（PPO）氧化后产⽣棕褐⾊的醌类物质。
褐变产物不仅使外植体、培养基褐变，⽽且对许多酶有抑制作⽤，引起其他酶系统失活，导致组织代谢混乱，从⽽影响培养材料⽣长分化，严重时甚⾄导致死亡。
1外植体的选择与处理1．1选择适当的外植体外植体组织的受伤害程度直接影响褐变的发⽣。
Bonga等[1]认为，外植体越⼩，切⾯与体积的⽐率越⼤，伤害及褐化的程度越⼤，这在巨桉和卡德兰的组织培养中得到了验证。
Pruveni和Kipnis⽤椰⼦的完整胚、叶⽚作外植体进⾏培养也很少发⽣褐变。
外植体受伤害程度直接影响褐变，切割时应尽可能减⼩伤⼝⾯积，并缩短切⼝在空⽓中的暴露时间,伤⼝剪切尽可能平整。
切取外植体时还应考虑其粗度，细的可切短些，粗的可切长些。
1.2对外植体进⾏预处理将外植体⽤流⽔冲洗，然后在50℃左右条终下处理12—24h，消毒后先接种在只含蒸糖的培养基上5-7d，使组织中的酚类物质部分先渗⼊培养基。
取出外植体，⽤适当⽅法清洗，再接种到适当的陪养基上，可减轻外植体的褐变。
李焕修等[2]⽤6种不同的预处理研究其对苍溪梨外植体褐交和成活的影响，结果发现，低温处理对降低褐变有⼀定作⽤；⽤氧化剂或PPO溶液进⾏预处理也可以起到减轻褐变的效果。
植物组织培养中克服外植体褐变的研究
活性 出现时间与金花梨相似 。一般而言，分化部位比分生部
位 接 种 后产 生 的醌 类 物 质 多 ，褐 变 严重 。 １１ 外 植体 的大 小 及 消 毒 时 间 。植物 组织 培 养 过程 中， 外 ．－ ３ 植 体 的褐 变程 度 受 到 外 植 体大 ／． 毒 时 间 的影 响 。不 同植 ｉ．消 ｘ 物 材 料 适 宜 的大 小 和 消 毒 时 间不 同 。据 报 道 ，一 些木 本 植物 茎 尖 小于 ０５ ｎ时褐 变 严重 ， 而 当 茎 尖 长度 在 １ ．ｍｌ ０—１ ｌ ５ｍ ｎ 时褐 变 较 轻 。在 卡 德 兰 新 茎 的培 养 中也 有类 似 的 结 果 ，新 茎 越 大 成 活 率越 高 。各 种 化 学消 毒 剂 对 外植 体 的伤 害也 可 能 造 成 褐 变 ， 酒精 对 外 植 体 的 伤害 大 于 升 汞 。消 毒 时 间 的长 短 也 不尽 相 同 ，黄 栌 一 月 取 材 ０１ 汞 消 毒 １ ｎ即 可 ， 而 ．％升 ～３ｍｉ 在 五 月 取 材需 消 毒 ５ ｎ ～６ｍｉ。 １ 光 照 及 温 度 。光 照对 某 些 植 物 的褐 变 具 有 较 重 要 的 影 ． ２ 响 。一 般 情 况 ，暗 培 养 有 利 于减 轻 褐 变 ， 因为 在 酚类 化 合 物
渣 翱
参考 。
来 国 内外 关 于 克 服 植 物 组 织 培 养 过 程 中 外 植 体 褐 变 的最 新 研 究 成 果 ，对 影 响 外 植 体 褐 变 的 因 素 和 解 决 方 法 进 行 了系 统 的 总 结 和 分 析 ， 以 期 淹 Nhomakorabea窜
望 兰 的胚 芽和 种 子 切 段褐 变 较 其 他 外植 体 轻 。同 时 ， 同一 外 植 体 ，不 同 的 生理 时 期 ，其 褐 变 的可 能 性及 程 度 不 同 。翅 果 油树 用 幼 嫩 的茎 段 诱 导 愈 伤组 织 的褐 变 率 比老 茎 段 的低 。王
植物组织培养过程中外植体褐变及处理方法
植物组织培养过程中外植体褐变及处理方法发布日期：2010-12-31 浏览次数：1231 褐变的原因：①植物品种研究表明，在不同品种间的褐变现象是不同的。
由于多酚氧化酶活性上的差异，因此，有些花卉品种的外植体在接种后较容易褐变，而有些花卉品种的外植体在接种后不容易褐变。
因此，在培养过程中应该有所选择，对不同的品种分别进行处理。
②生理状态由于外植体的生理状态不同，所以在接种后褐变程度也有所不同。
一般来说，处于幼龄期的植物材料褐变程度较浅，而从已经成年的植株采收的外植体，由于含醌类物质较多，因此褐变较为严重。
一般来说，幼嫩的组织在接种后褐变程度并不明显，而老熟的组织在接种后褐变程度较为严重。
③培养基成分浓度过高的无机盐会使某些观赏植物的褐变程度增加，此外，细胞分裂素的水平过高也会刺激某些外植体的多酚氧化酶的活性，从而使褐变现象加深。
④培养条件不当如果光照过强、温度过高、培养时间过长等，均可使多酚氧化酶的活性提高，从而加速被培养的外植体的褐变程度。
2 褐变的防止措施为了提高组织培养的成苗率，必须对外植体的褐变现象加以控制。
可以采用以下措施防止、减轻褐变现象的发生。
①选择合适的外植体一般来说，最好选择生长处于旺盛的外植体，这样可以使褐变现象明显减轻。
②合适的培养条件无机盐成分、植物生长物质水平、适宜温度、及时继代培养均可以减轻材料的褐变现象。
③使用抗氧化剂在培养基中，使用半胱氨酸、抗坏血酸等抗氧化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象。
另外使用0.1％～0.5％的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果。
④连续转移对容易褐变的材料可间隔12-24h的培养后，再转移到新的培养基上，这样经过连续处理7-lOd后，褐变现象便会得到控制或大为减轻。
如何控制植物组织培养中褐变的产生_陈凯
Keywords:
知Ul,WeC扫Jl
Plants.
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注的焦点,甚至有人认为能否有效地控制褐
变对植物组织培养工作能否成功起关键作
用[z]。笔者通过自己的实践经验及近年来的
相关报道归纳出几种防止或减轻褐变对培养
物伤害的方法,供工作者在进行有关工作者
作为参考。
1褐变的危害
褐变是酚类物质被氧化的结果。外植体
被切割时,切口处的细胞会受到破坏,使得原
变。
2.3在培养过程中防止褐变的产生
2.3.1适当缩短转瓶周期
这种方法也可应用于发生了轻度褐变后
使用。因为适当地缩短转瓶周期可防止伤口
周围的醒类物质的积累,从而可以减轻褐变
对培养物的伤害,还可使已经发生褐变的培
养物的生长状况的进一步恶化得到控制。
2.3.2适当调整培养的温度和光照
在酚类物质的合成和氧化过程中,有许
邯郸农业高等专科学校学报2以抖年第21卷第3期第5页
JOURNALOFHANDANAGRICULTURALCOLLEGEZ以科.21(3):5
如何控制植物组织培养中褐变的产生
陈凯刘颖
(河北工程学院农学院,河北邯郸057150)
摘要:揭变在植物组织培养过程中普遍存在,其诱发原因比较复杂,不同植物可采取不同的方法进行防
多酶系统参与,其中部分酶系统是光活性的,
植物组织培养中的褐变现象及解决途径
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生 物 技 术
谢丽霞等
植物组织培养中的褐变现象及解决途径
会在酪氨酸酶等酶的作用下，使外植体的蛋白质 聚合， 生长停顿， 最终导致死亡。
为： 黑暗、 漫射光、 短日照、 长日照。 因此， 在黑暗或 低光照培养一段时间能减轻褐变。培养温度、 光 照、培养时间等都对褐变有很大影响。卡特兰在
!
类化合物。 在完成植物体的细胞中， 当切割外植体 后， 切口附近细胞的分隔效应被打破， 酚类化合物 和多酚氧化物便流出，多酚氧化酶氧化酚类化合 物使之而成为褐色的醌类物质和水。醌类物质又
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 抽穗期早 # " ， 成熟期早 # "。 植物营养元素。水稻应用后， 秧苗素质好， 地下部 "， 根系发达， 白根多， 地上部不徒长， 秧苗健壮整齐， !"# 对产量的影响 处理 $ 与对照比较， 株 高 增 加 #%& ’(， 穗长 单株分蘖增加， 干物质积累多， 抗逆性强， 插秧后 增加 &%) ’(， 平方米穗数相同， 每穗实粒增加 $%* 返青快， 分蘖早； "能促进秧苗根系有机酸分泌增 个， 秕粒减少 &%* 个， 千粒重增加 &%+ ,， 增产 #+%+ 多， 在根系周围形成一个适合秧苗生长的小环境，
组织培养中褐变程度有很大差别。 一般来说， 多年 生木本植物一般比草本植物容易发生褐变，因为 木本植物的单宁或色素含量较高，而酚类的糖苷 化合物是木质素、 单宁和色素的和成前体， 所以木 本植物易褐变。
!"!
与外植体生理状态有关 褐变随着年龄和组织木植化程度增加而加
强。 因此， 在外植体接种时常需要剥去鳞片和大叶 片，尤其是以切取幼嫩的芽尖或切取顶芽分生组 织 （或带少量叶原基） 接种更为理想； 如在欧洲栗 的培养中， 幼年型的外植体培养含醌类物质少， 而 用成年型材料培养时含醌类物质多；在卡得德亚 兰的培养中， 较短的新生茎致褐物质含量高， 而较 长的新生茎致褐物质含量低。不同生长季节取材 的培养成功率亦不同。 王续衍等 （"#$$ ） 对 %& 个苹 果品种进行茎尖培养时，发现冬春季取材褐变死 亡率低， 其他季节取材较重。 外植体大小也会影响 褐变， 例如， 用油棕幼嫩外植体 （胚 ） 培养较少褐 变， 而用高度分化的叶片接种后， 则褐变。受伤程 度大小也影响褐变。 为了减轻褐变， 切取外植体尽 可能减少伤口面积， 切口尽可能平整些。
植物组培过程褐变现象及抗褐技术研究进展
褐变现象 产生原 因很多 。因植 物 种类 、 外植 体取 材 季 节、 生长部位 、 生理状态以及消毒方式 、 培养基配方及 培养条 件等不 同而不 同。
１１ 植 物 的种 类 ．
’
不同的植物 和不 同 的基 因型 决定 了不 同的 褐化程 度 。 在组织培养 中， 品种褐化 难 易可能 是 与该品 种 中多酚类 物 质含量的多少及 多酚氧 化酶 （ Ｐ 活性 的差异 有关 。在 组 Ｐ Ｏ） 织培养工作外植体的选择上应注意此类问题 。
２１ ０２年 １月 第２ ５卷第 １ 期
黑龙江生态工程职业学院学报
Ｊｕ ａ ｏ ｅ ｏｇ ａｇＶ ｃｔ ｎｌｎｔｕｅｏ ｃｌ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ｏ ｒ ｌ ｆ ｉｎ ｊｎ ｏａ ｏａ Ｉｓｔｔ ｆ ｏ ｇ ａ Ｅ ｇｎｅｉ ｎ Ｈ ｌ ｉ ｉ ｉ Ｅ ｏｃ ｎ
Ｊｎ ２ ２ ａ ．０１
Ｖ０ ． ５ Ｎｏ １ １２ ．
植 物 组培 过 程 褐 变现 象及 抗 褐 技术 研 究 进展
蔡 琼
摘
岳素青 姬爱国
（． １ 晋城职业技术学院 ， 山西 晋城 ￣８ ６２ 贵州大学 ， ２ ０ ；． 贵阳 ５０ ２ ） ５ ０５
要 ： 变是植物织培过程 中普遍存在 的一种现 象， 降低褐 变率 ， 高组培效率 ， 成 为组 织培养亟需解 褐 如何 提 已
１２ 外植体 的生长部位及 生理状 态 ．
褐化程度一定程度上取决 于外植体 的生 长部位 、 理状 生 态等 因素 。可能是 由不 同外植 体所 含酚类 化合 物含量 和多 酚氧化酶活性有所差异造成的。 张桂芳… 于 １３５７９ １ 月中旬分别对 佛手外植体 取 、、、、、１ 材， 研究发现 ，、 的褐 变率 和褐死 率较低 ， 、 １３月 ７ ９月的褐 变 率和褐死率很高 ，、１ ５ １ 月的介 于二 者之闯 。同样 ， 程世平 在对黄连木茎段组织培 养 防褐 化技 术研究 中选用 茎段木 质 化、 半木质化 和幼嫩茎段 ３个处理发 现半 木质化 的茎段 褐化 率相对较低 ， 木质化 和幼嫩茎段 褐变严重 。这些研究 均说明 外植体的季节选择 和部 位选 择对 防褐具 有至关 重要 的指 导
组培褐化现象的原因分析及防治措施
褐变又称褐化，是指培养材料向培养基释放褐色物质，致使培养基逐渐褐变，培养材料也随之变褐甚至死亡的现象。
褐化产生的机理可查看1 引起褐变的原因1.1 植物的种类和基因型不同植物、同种的不同类型、同种的不同品种的植物发生褐变的程度，都具有很大的差异，这取决于植物体内含有的酚类物质多少以及酚氧化酶活性的强弱。
1.2 外植体的类型和生理状态由于植物体内酚类化合物含量和多酚氧化酶活性在不同季节不相同，一般在生长季节含有较多的酚类化合物，所以一般在早春或秋季取材。
通俗的说长的久又老的部位含酚类物质要多，所以一般选取幼龄嫩茎部位作为外植体。
1.3 外植体的大小和消毒时间部分实验证明，外植体材料越小越容易发生褐变，同样各种化学消毒剂消毒时间过长也会加重褐变现象，特别是酒精，时间不宜过长。
还有外植体的切口大小也会影响褐变，切口宜小不宜大。
1.4 光照和温度光照会提高多酚氧化酶的活性，从而促使培养物的褐变。
故在初代培养中，对外植体进行暗光培养，对抑制褐变发生有一定的效果。
同时，高温能促进酚类物质的氧化；低温能抑制酚类物质的合成，降低多酚氧化酶的活性，从而减轻褐变。
所以，如有褐变情况的发生，可适当降低培养温度，以及遮光或暗光培养一段时间。
1.5 培养基成分无机盐以及细胞分裂素浓度过高也会影响褐变。
2 克服褐变现象的措施从理论上讲，酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制：一是除去引起氧化的物质——氧；二是捕捉或减少聚合反应的中间产物；三是抑制有关的酶。
由产生褐变的原因可知，选择适宜的外植体以及最佳培养条件，可从根本上减少褐变的概率。
实际操作中，下列措施被认为是行之有效的。
2.1 选择适当的外植体选择生长旺盛的，分生能力强的部位作为外植体材料，在进行组织培养过程中不易产生褐变。
油棕用幼嫩的外植体培养时褐变较轻，而用高度分化的叶片接种后，褐变严重。
在取材时还应注意外植体的基因型，选择褐变程度较小的品种作为外植体。
2.2 培养材料进行预处理将外植体用流水冲洗后，在5℃左右处理12-24小时，消毒后先接种在只含有蔗糖的培养基上5-7天，使组织中的酚类物质部分先渗入培养基。
梨组培褐化及抗褐措施研究进展
ｎｓ ｉ ｍ．ｉｆ ｅ ｃｎ ｃｏｓａ ｄ ａ ｔ— ｂ ｎｎ ｃ ｎｑ ｅ ｃ ｎ ｙ ａｓ ｏ ｕ ｇ ｓ ｏ ｓｆｒｔｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｒｗ ｉ ｇ ｎ ｕ ｎ ｉｇ ｆ ｔｒ ｎ ｎ ｌ ａ ｉ ￣ｗ ｉｇ ｔ ｈ ｉ ｕ ｓｉ ｒ ｅ ｔ ｅ ｒ ．Ｓ ｍｅ ｓ ｇ ｅｔ ｎ ｅ ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｎ ｎ ｅ ｎ ℃ ｉ ｏ ｈ ｏ ｏｂ ｒｓ ａ ｃ ｒ Ｉ１ ｓ ｄ ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｅ ｐ ｅｅ ｒｈ ａｅ ｐｏ） ｅ ｃ ｏｄｎ ｔ ｗ￣ｅ ｘｓ ｄ ｉ ｅ ｒ ｃ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｏ ｏｈ ｍｓｅ ｉ ｅ ｔ ｅ ｅ ｔｒｓａ ｃ ｅ ． ｔ ｎｈ
文章编 号：０７ ９１２Ｏ ）２０９．５ １０－ ６ （０ ８Ｏ．１５０ ４
梨组培褐化及抗褐措施研究进展
刘 杰 张 玉 星 董 祯。 ， ，
（ 河北农业大学 园艺学院 ， １ 河北 保定 ０ｌ０ ； ７０ ｌ２河北女子职业技术学院 ， 河北 石家庄 ００ ９ ） ５０ １
摘要 ： 从褐化 的发生机制 、 影响褐化的 因素 以及抗褐措施等方面 ， 对近几年在梨组培上的相关研究进展进行 了 概述 ， 并结合 当前研究 中存 在的问题 ， 对今后梨组培褐化研究的发展提出了展望。
进 一步指 出 ， 正常 的 组织 细 胞 中 酚类 物 质存 在 于 液
泡内 ， 酚氧化 酶则分 布在各 种 质体或 细胞 质中 ， 和 酶 底物 通过 一系列 膜 系 统 实现 区域 性分 布 ， 因此 不 会 发生 褐变 。 只有 当细 胞受 到 伤 害 或 老化 死 亡 ， 常 正
的膜 结构 遭到 破坏 ， 褐变才 会发 生 。在此过 程 中 ， 酚
ｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｔｓｕ ｕｔ ｒ ｌ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｉｓ ｅ ｃ ｌｕ ｅ ｌ
组培苗的褐变及防治
组培苗的褐变及防治一、组培苗的褐变很多种类的植物体中含有大量多酚类化合物，切取芽时的创伤会激活组织中的多酚氧化酶，将多酚类物质氧化为棕褐色的醌类物质，使外植体的切口处发生褐变，产生可见的茶色、褐色或黑色，此即谓“酚污染”。
醌类物质会渗透到培养基中，使培养基褐化，其结果是严重影响培养物的生长和分化，甚至造成培养物死亡。
在木本植物，尤其是热带木本植物及少量草本植物中，此现象较为严重。
二、影响褐变的因素植物的种类褐基因型、外植体的来源和生理状况以及培养基的成分都会不同程度的影响褐变的程度。
一般木本植物的外植体比较容易产生褐变现象，在成年树尤其严重。
培养基中含酚过高会导致褐变，含过高浓度的无机盐和肌醇也会加剧外植体的褐变。
6-苄氨基嘌呤（6-BA）和激动素（KT）也有诱导褐变的作用。
强光和高温同样会促进褐变现象。
三、防治褐变的方法1、在培养基中加入抗氧化剂是防止褐变的有效措施。
常用的抗氧化剂有抗坏血酸（VC）、柠檬酸、半胱氨酸、二硫苏糖醇和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等，该类药剂一般需用浓度为50-200mg/L。
具体方法如下：（1）用经过滤灭菌的抗氧化剂溶液洗涤刚切割的外植体伤口表面；（2）将抗氧化剂加入固体培养基的表层；（3）将刚切割的外植体浸入其中一定时间，（4）或者在抗氧化剂溶液中切割和剥离外植体。
（5）必要时还可以将几种抗氧化剂结合使用。
2、在培养基中加入活性炭，吸附对生长有抑制作用的褐色醌类物质。
一般认为，活性碳主要吸附非极性物质及色素大分子，可以减少一些有害物质的影响，但是具体吸附的选择性很差，温度低时吸附力增强，温度高时吸附力减弱，甚至会解吸附。
通常活性炭的使用浓度为0.5-10g/L。
大量活性炭的加入会削弱琼脂的凝固能力，因此要多加些琼脂；很细的活性炭容易沉淀，因此通常在琼脂将要凝固时，需轻轻摇动培养瓶；应当注意的是：活性炭也能吸附培养基中的激素类物质，影响茎尖的分化和生长，因此在使用活性炭的场合，需要适当提高培养基中激素的浓度。
解析植物组织培养中褐变现象的产生机理及克服方法
2019年第12期作者简介：薛棪（1996-），女，湖北恩施人，本科学历，研究方向：专业植物科学与技术。
收稿日期：2019年11月7日。
试验研究引言褐变现象对植物的生长具有极大危害，是植物组织培养实践中的重难点问题。
据此，为了提升植物组织培养的顺利运行，降低植物体因褐变现象而衰弱或死亡的情况发生，我们有必要对植物组织培养中褐变现象的产生机理与客服方法进行讨论解析。
1植物组织培养中褐变现象的产生机理植物组织的褐变现象可由产生机制的差异分为非酶促褐变与酶促褐变两种。
其中，所谓“非酶促褐变”，即没有酚类底物的干预，植物体本身由于缺水、衰老、寒冷等原因而发生的细胞死亡，如苹果因过度成熟而形成褐变、荔枝因失水pH 值持续上升而形成的褐变等。
所谓“酶促褐变”，即在酚类底物的干预之下，经过酶催化而引发的褐变，此类褐变现象在植物组织培养中出现的几率较高。
从产生机理来看，酶促褐变的出现与酶、酚类底物、氧气三个要素息息相关。
经业内长期的研究与实践发现，引起植物组织褐变现象的酶主要有多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶以及过氧化物酶三种，其中尤以多酚氧化酶最为常见。
引起植物组织褐变现象的酚类底物主要有苯基羧酸、苯丙烷衍生物以及黄烷衍生物三种。
若植物组织处在健康的生长状态时，即便其体内同时存在酶、酚类底物与氧气，通常也不会出现褐变现象。
究其原因，主要是酶与酚类底物分布区域不同，前者多处在细胞的液泡中，而酚类底物则处在细胞质及细胞间质中。
但植物组织健康的细胞结构被打破、细胞膜出现破损时，酶与酚类底物便保有了接触的条件，进而在氧气的催化作用下形成醌，导致细胞出现脱水、聚合等异常反应，最终生成黑褐色的病变物质，引发植物组织的褐变现象。
此外，经相关学者对金花梨、苍溪梨等植物的研究发现，褐变现象的出现几率、发生程度存在一定规律性，与酶的活性和酚类底物的含量相关[2]。
2植物组织培养中褐变现象产生的影响因素2.1植物本身的影响第一，植物的类别及品种的影响。
观赏凤梨组织培养中防止外植体褐化的初步研究
观赏凤梨组织培养中防止外植体褐化的初步研究
彭筱娜;易自力;蒋建雄;刘亮
【期刊名称】《湖南农业科学》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】外植体褐化是观赏凤梨等许多植物离体培养过程中的常见问题.通过研究发现,不同种类的观赏凤梨的褐化程度不一,粉叶珊瑚凤梨褐化程度较红星凤梨和黄莺歌凤梨严重;不宜选取凤梨的花序轴和花托部分作为外植体进行诱导;而减少基本培养基中的氨态氮和2,4-D浓度,初始阶段进行7 d暗培养同样有助于减少褐化的发生.不同防褐化剂处理观赏凤梨外植体的实验表明,在培养基中添加200 mg/L的抗坏血酸可以有效防止褐化产生,而不影响外植体的培养过程.
【总页数】3页(P67-69)
【作者】彭筱娜;易自力;蒋建雄;刘亮
【作者单位】湖南农业大学生物科学与技术学院,湖南,长沙,410128;湖南农业大学生物科学与技术学院,湖南,长沙,410128;湖南农业大学生物科学与技术学院,湖南,长沙,410128;湖南农业大学生物科学与技术学院,湖南,长沙,410128
【正文语种】中文
【中图分类】S686.035.3
【相关文献】
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3.甘蓝组织培养中防止外植体褐化的研究 [J], 李然红;于丽杰;李晓东
4.茶条槭组织培养防止外植体褐化的方法研究 [J], 杨兰芳; 黄桂云; 张国禹; 吴笛; 张定军
5.观赏凤梨嫩吸芽离体培养中褐化防止的初步研究 [J], 周俊辉;王国彬;曾浩森因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Ｍ＋ ．ｍ／Ｂ＋ ．２ｇ ＬＡ 上生长分化，将芽在 ０Ｏ２ｏ／ Ｓ ＩＯｇＬＡ Ｏ０ｍ ／ＮＡ ． ０ｍ ｌＬ的 ８ 羟基奎啉溶液作 不同时间的处理，２ｍ ｎ 一 ０ｉ
处理更有利于防止褐变同时不阻抑梨芽生长，成活率 高达 ９ ％，２ ｒ ０ ｈ 处理时间成活率低至 Ｏ ２ ；（ ）从 ３ 月到 ５ 月用相 同的培养基进行培养，５ 月下旬采集的材料的褐变率最低； （ ３ ）通过不同的预处理 实验表明，在田
效益 。当然在运 行 中也 有不 足 的地 方 ， 今 的． 作 在 ｒ
中需加 强管理 和重 视 ，不 断技术 更新 ，根据原水水 ｌ＝ Ｉ ｛
的变化 ，增 强蓄水 能力 ，应 变未来 可 能的早情惜来 的 水量 问题 ，根据原 水水 质 的变化 ，增 设深度处理等 ‘ Ｉ ：
艺 使 』 挥应 的用 ， 水发 其 有 作 。 一
＿ ｌ ＝ 德方人 员编程 。 Ｊ 川
一
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二 自动控 制设 备 ：ＳＭＴ Ｃ ７ 列 可编 期 ＩＡ Ｉ ｓ 系
程控制器 ，采取 典型 的集散 控制 结构 ，通过 以太 网进
行通讯 。
以长 期 的情 况 看 ，南郊 水厂 基本 达 到 了设计 要 求 ，净水构 筑物布 局 合理 ，技术 参数 的选取符 合规模 和生 产要求 ， 原水 高浊 、低浊 以及低 温低浊 的情况 在
．
对梨果实 内的总酚含量、 多酚氧化 酶活性及其与果 １３试 验 处 理 ． 实褐 变 是 否密 切 相 关 作过 研 究 。 生长 季 节 采 集 梨 芽 １ ．不 同培 养基 的实验 ．１ ３ 颧茎尖组培最大的 问题之一就是褐变 ， 造成成活率 试材 消毒后 用 １ Ｏ ｃ溶液 浸泡 ２ ｍ ｎ ． ％Ｖ ０ ｉ ，然后分 低 ｎ” －，为 了克服 或 减 轻 褐 变 ，提 高成 活 率 ，许 多 别 接种于 不 同培 养基 ，下面 的实验 以此作依 据 ， ｆ 采Ｊ Ｊ 研 究 者 都做 过 研 究 ，结 果 很 不 理想 Ｈ钉 ・。本 研 究从 ３号培养基 。 培 养基 、采 样 时 间 、８ 羟 基 奎 啉浸 泡 时 间 、外 植 体 一 １ ．８羟基奎 啉处 理时 间对梨 芽褐变 及成活影 响 ．２ 一 ３ 的不同前处理 （ 低温 和抗氧化剂 的配合） 等方面初 处理方法 为 ， 材料 消毒后 ， 分别浸 泡于 ０ Ｏ ２ ｏ ／ ．０ ｍ ］ 步探讨其对降低褐变和提高外植体成活率的影响 ， ｍ 的 ８ Ｌ 一羟基 奎啉溶 液 中， 时问分别 为 ２ ｍ ｎ ３ ｍ ｎ ０ ｉ ，０ ｉ ， 以便为提高组培成活率和组培 效率提供依据 。
下 ，结合 运 行 『 的管理 经验 ，能达 到设 计供水 能力 和 ｝ Ｊ
巾心 控制 （ 位控 制） 设 备：Ｐ 工 作站 ，配 １ 上 ４ ９
、 Ｊ 器 ，喷墨打 印机 。
现场控 制设备 ：ＩＡ Ｉ ７ ３０可 编程控 制器 ， ＳＭ Ｔ Ｃｓ— ０ Ｄ和Ｄ Ｉ ０及 Ａ 和 Ａ 容 量 为：８ ０ ，满 足系 统容量 Ｉ ０ ０个
的设备 及 检测 仪 表 数据 ，如 ：生产 数据 （ 浊度 、流
量 、余氯 、压 力等 ） ，以不 断更新 的计 测 、计 城参数
提供 给 ＿ 作人 员 。 丁
源 ｝压为 ｌｋ ，泵房 内排 水潜 水 泵 自动 排水 ，泵 虏 乜 Ｏｖ
内设电动悬挂式起重机 ，提升高度 １ Ｏ米，泵房内左
间将采集的梨外植体进行低温处理，接种前作 ２ｍ ｎ－ ０ ｉ８羟基奎啉和苯 甲酸钠 （ 浓度分别为 ０Ｏ２ｏ／ ． ０ｍ ｌＬ和 ０２ｏ／）均有较为理想的效果。 ．ｍ ｌＬ 关键词 苍 溪梨 （ ｒｓｙ ｉｏ Ｎｋ ｉ Ｐ ｕ ｐ ｒｆ ｌａ ａａ）培养基 ８羟基奎啉 ｙ ｉ 一 时间
梨组培中褐变是个重要 问题 ， 鞠志 国（９ ９ ｎ 源 ，每 层 ３支 灯 ，每天光 照 １ 时。 １８） ４小
短时超负荷运行。该厂经扩 建、改造后， ： 落 ｌ 艺
后 ， 备运行 良好 稳 定 ， 得较好 的社会 效益和经 济 设 取
要求。 根据工艺特点， 控制规模和厂区构筑物的布置
情 况设置 了二期为 三个 现场 控制 站 ，即配 水 、沉淀 、 加 药现 场控制子 站 ，滤池 现场控 制 子站 ，送水 泵房现 场控制 子站 。一 期为一 个现场 控 制站 ，即沉淀 、滤池
度 ３３，为钢筋结 构 ，其建 筑尺 寸 １ ．ｘ ．ｘ ．ｍ ．ｍ ８Ｏ ９ Ｏ ９３ 。
泵房内设水泵 ５ 台，其性自 －：额定流量 ７ ０ 。ｈ 盯 Ｆ ２ １／ ， ｎ １４ １ ｔ ９ ，电机 功率为 １ ０ ｗ ＝ ｎ ６ ｋ ，额 定 电压 ３ ０ ，供 电 电 ８Ｖ
监控现场子站可编程控制器 ， 实时接收 ＰＣ Ｌ 采集
示 。显 示 内容包括 ：状态 变化 、报 警设备 、时 、 原 等 。
根据 公司调度指 令 向各现 场控制 站发 ｆ指令， 、 Ｉ Ｊ 丌 停相 应 设备调整 出水流 量压力 等 。
显示全厂 艺主 要流程和各 现场控制站备部 的动 态模 拟 形 。 ４评价
南郊水 厂分一 期、二 期 ， 中一 期后 期足老 生产 其 线 参照二期 自控模 式 改造 ，二期全 部 设备德 国进 口，
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现场控 制于 站 。一 』 级控制 系 统 即中心控 制 １ 现场控 制站两 级系统 之 问采用 双绞 屏敝通 讯 电缆连接 ， 部 嵛 分均 能独 立工 作 。
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端设检修起 吊平 台 ９ ４５ 。 ｘ ．ｍ 二 期泵房建筑 物尺 寸大 小基本 和 一期相 同 ， 是 只 水泵参 数不 同，二期 是 ３台 ２０ｗ 的 电机 ，流 量足 二 ５ｋ １６ｍ／ ，扬程 是 ５ｍ ２０３ ｈ ０ ，其 中 ２台是变频，监视 全厂 有设备数 ， Ｌ 所 如 ：送 水泵 的手 动 、运行 、停止 、设备 的机械做 障 、 事故 的报警 。 按照 子站划 分 用状态 图形 和报警 ｝形 冬 ｛
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降低梨外植体组培褐变途径的初 步研究
① 见 ①包兵 ② 小 强 向 黄
（ 重庆市 园林绿化科 学研 究所 重庆 ①
４ ０３ ００８
②遵义市林 业局 ５ ３ ０） ６０ ０
摘 要 以苍溪梨为试材进行降低组培褐变实验。结果表明： （ １ ）在不同培养基上相比较，苍溪梨在