植物组织培养中外植体发生褐变的原因及防止措施
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。
组织培养褐化原因以及防止措施
褐化原因及防止措施褐变是指外植体在培养过程中体内的多酚氧化酶被激活，使细胞里的酚类物质氧化成棕褐色的醌类物质，这种致死性的褐化物不但向外扩散致使培养基逐渐变成褐色，而且还会抑制其他酶的活性，严重影响外植体的脱分化和器官分化，最后变褐而死亡的现象。
在组织培养中，褐变是普遍存在的，这种现象与菌类污染和玻璃化并称为植物组织培养的三大难题。
而控制褐变比控制污染和玻璃化更加困难。
因此，能否有效地控制褐变是某些植物能否组培成功的关键。
(一)褐变的原因影响褐变的因素极其复杂，随着植物种类、基因型、外植体的部位及生理状况等的不同，褐变的程度也有所不同。
1.与基因型有关不同植物与品种之间褐变现象是不同的，有人把此归结为基因型的不同。
一般来说植物材料中单宁类和多种羟酚类化合物的含量高，易引起外植体材料的严重褐化。
多数木本植物比草本植物易引起褐化，多年生草本植物比一年生草本植物易引起褐化。
2.与取样外植体的年龄有关通常幼龄部位产生褐化较轻，随着组织的老龄化含醌类物质增多而褐化加重。
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。
3.与外植体取材时间有关一般在春夏季，尤其是春季采取生长旺盛的外植体产生褐化较轻，已木栓化或木质化的枝条和处于休眠状态的芽作为外植体时褐化严重。
即分生部位接种后形成醌类物质少，而分化的部位则形成醌类物质较多。
4.与培养基有关过高的无机盐浓度会引起棕榈科植物外植体酚的氧化，低盐培养基，尤其是Mn2+和 Cu2+离子浓度较低时，外植体的褐化程度较轻。
例如油棕用MS无机盐培养容易引起外植体的褐变，而用降低了无机盐浓度的改良MS培养基时则可减轻褐变，而且获得愈伤组织和胚状体。
植物生长调节物质使用不当时，材料也容易褐变，细胞分裂素BA有刺激多酚氧化酶活性提高的作用，这一现象在甘蔗的组织培养中十分明显。
培养基的PH值较低时常有利于减轻外植体的褐化。
组织培养褐化原因以及防止措施
褐化原因及防止措施褐变是指外植体在培养过程中体内的多酚氧化酶被激活，使细胞里的酚类物质氧化成棕褐色的醌类物质，这种致死性的褐化物不但向外扩散致使培养基逐渐变成褐色，而且还会抑制其他酶的活性，严重影响外植体的脱分化和器官分化，最后变褐而死亡的现象。
在组织培养中，褐变是普遍存在的，这种现象与菌类污染和玻璃化并称为植物组织培养的三大难题。
而控制褐变比控制污染和玻璃化更加困难。
因此，能否有效地控制褐变是某些植物能否组培成功的关键。
(一)褐变的原因影响褐变的因素极其复杂，随着植物种类、基因型、外植体的部位及生理状况等的不同，褐变的程度也有所不同。
1.与基因型有关不同植物与品种之间褐变现象是不同的，有人把此归结为基因型的不同。
一般来说植物材料中单宁类和多种羟酚类化合物的含量高，易引起外植体材料的严重褐化。
多数木本植物比草本植物易引起褐化，多年生草本植物比一年生草本植物易引起褐化。
2.与取样外植体的年龄有关通常幼龄部位产生褐化较轻，随着组织的老龄化含醌类物质增多而褐化加重。
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。
3.与外植体取材时间有关一般在春夏季，尤其是春季采取生长旺盛的外植体产生褐化较轻，已木栓化或木质化的枝条和处于休眠状态的芽作为外植体时褐化严重。
即分生部位接种后形成醌类物质少，而分化的部位则形成醌类物质较多。
4.与培养基有关过高的无机盐浓度会引起棕榈科植物外植体酚的氧化，低盐培养基，尤其是Mn2+和 Cu2+离子浓度较低时，外植体的褐化程度较轻。
例如油棕用MS无机盐培养容易引起外植体的褐变，而用降低了无机盐浓度的改良MS培养基时则可减轻褐变，而且获得愈伤组织和胚状体。
植物生长调节物质使用不当时，材料也容易褐变，细胞分裂素BA有刺激多酚氧化酶活性提高的作用，这一现象在甘蔗的组织培养中十分明显。
培养基的PH值较低时常有利于减轻外植体的褐化。
植物组织培养中褐变机理和防治措施
植物组织培养中褐变机理和防治措施摘要：褐变现象是指组织培养诱导脱分化或再分化的过程中，外植体组织从表面向培养基释放褐色物质而使得培养基逐渐变成褐色，外植体随之褐变死亡的现象，褐变现象又称酚污染，在植物组织培养过程中经常出现。
对诱导外植体的脱分化和培再分化过程的影响非常大，甚至是影响某些植物组织培养成功与否的关键。
褐变主要发生在外植体、愈伤组织的继代、悬浮细胞培养、原生质体的分离与培养等。
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。
本文对褐变的影响因素和对策进行了研究。
关键词：组织培养，褐变，影响因素1. 影响褐变的因素因子是复杂的，随植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等的不同，褐变的程度也有所不同。
1.1褐变类型及基因型物种及其基因型对褐化的影响。
植物组织培养过程中外植体的褐化主要由多酚氧化酶作用于酚类物质而引起的。
不同植物品种、同种植物的不同类型因为外植体材料的基因型不同，在组织培养中褐化发生的频率和程度都存在着较大的差异[4]。
由于酚类的糖苷化合物是木质素、单宁和色素的合成前体，木本植物、单宁含量或色素含量高的植物酚类物质含量也很高，木质素、单宁或色素形成多，其组织培养就容易发生褐变。
因此，组织培养过程中，木本植物一般比草本植物易发生褐变。
目前报道发生褐变的植物中多数是木本植物[5]。
在木本植物中，核桃、板栗由于单宁含量很高，进行组织培养难度很大，不仅在接种后的初代培养期容易发生褐变，而且在形成愈伤组织以后也会因为褐变而引起死亡。
红豆杉愈伤组织的诱导及继代培养过程中，常常发生培养细胞褐变现象，轻者影响细胞生长和繁殖，重者导致细胞死亡。
豆科植物和芸苔属植物原生质体培养中容易褐化也是一个普遍的问题，橡胶的花药培养中，海垦2号花药的褐变较少，因而愈伤组织的诱导容易；而有些品系花药容易褐变，因而愈伤组织的诱导困难。
在组织培养中，有些品种、品系难以成功，而有些则容易成功。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施摘要：细胞受损后，由于细胞区隔作用被破坏，毒性酚类或其氧化物醌类物质毒害细胞，导致组织褐变，植物组织培养过程中培养低效或失败。
目前认为组织培养中褐变程度主要受外植体材料的基因型、生理状态、种类、大小、预处理、培养条件、培养基及培养方式的影响。
在目前的研究中控制褐变的有效方法主要有低温培养、暗培养、勤转种、添加抗氧化剂、增效剂或吸附剂于培养基中等。
关键词:植物;组织培养;褐变;防治方法褐变是植物组织培养中一种普遍存在的现象，是由于组织中多酚氧化酶被激活，使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质，这种褐变现象又被称为酚污染。
多酚类物质及其氧化物醌类物质会抑制其它酶的活性，从而毒害整个外植体，严重影响外植体的脱分化、再分化和生长。
褐变这种现象与菌类污染和过度含水化(即玻璃化)并称植物组织培养的3大难题。
目前褐变已成为植物组织培养发展的一大障碍[1]。
1褐变现象的原因1.1 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。
诸多不利条件都可以造成细胞的程序化死亡，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。
1.2 酶促褐变多数认为，植物组织培养中的褐化现象主要是由酶促褐变引起的，即由多酚氧化酶( P PO，Polyphenol Oxidase)作用于天然底物酚类物质而引起的。
在正常条件下,细胞中的酚和醌之间保持一种动态平衡,醌类物质水平较低;而酚氧化酶及其底物分布在正常组织的不同部位，酚类物质分布在细胞的液泡内，酶则分布在各种质体或细胞质内，这种区域性分布致使底物与酶被质膜分隔开来；但当外植体或培养材料处于机械损伤等逆境，或细胞受伤或衰老时，细胞膜结构或细胞中物质区域化分布的破坏会导致酚氧化酶释放或合成，如果此时在合适的pH和温度等条件下，酚氧化酶、酚类(底物)和氧发生酶促氧化反应，形成有毒的棕褐色醌类物质,从而使组织发生褐变。
最新-小议植物结构培养褐变产生的原因及方案 精品
小议植物结构培养褐变产生的原因及方案摘要本文针对植物组织培养中常见的褐变现象,详细地分析了其产生的机理及影响因素,并提出了相应的对策,为科研和生产提供了一定的理论和实践依据。
关键词植物组织培养，褐变，对策目前，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褐变产生的影响因素影响植物组织培养褐变的因子是复杂的，因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同，褐变的程度也有所不同。
11植物种类及基因型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活性的差异有关。
12外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同，同时，不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。
13培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。
另外，其值也与褐变程度有较大关系。
14培养条件温度过高或光照过强，均可加速被培养组织的褐变。
不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡，温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。
2褐变产生的机理21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。
徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含的培养基中，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。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
04
褐变现象的研究进展
褐变与基因表达的关系
总结词
褐变与基因表达之间存在密切关系，一些关 键基因在褐变过程中被激活或抑制，影响植 物组织的褐变程度。
详细描述
在植物组织培养过程中，褐变通常与某些基 因的表达水平有关。这些基因可能涉及到酚 类物质的合成、代谢和运输等过程。通过深 入研究这些基因的表达模式，可以更好地理 解褐变现象的分子机制，并寻找有效的防止 措施。
添加抗氧化剂
总结词
在培养基中添加抗氧化剂可以有效防止褐变。
详细描述
抗氧化剂可以抑制酚类物质氧化，从而减少褐变的发生。常用的抗氧化剂包括 抗坏血酸、柠檬酸、硫代硫酸钠等。在培养基中加入适量的抗氧化剂，可以有 效降低酚类物质的氧化程度，从而防止褐变。
调节光照和温度
总结词
调节光照和温度也是防止褐变的措施之一。
详细描述
光照和温度对植物组织培养中的褐变也有影响。适当降低光照强度或缩短光照时间可以减少酚类物质 的氧化，从而降低褐变发生率。同时，保持恒定的培养温度也有助于防止褐变的发生。
优化培养条件
总结词
优化培养条件是防止褐变的综合性措施 。
VS
详细描述
除了选择适当的培养基和外植体、添加抗 氧化剂、调节光照和温度等措施外，优化 培养条件也是防止褐变的重要措施。这包 括控制培养室的湿度、定期更换新鲜的培 养基、及时转移生长过快或过慢的植株等 措施。通过综合运用这些措施，可以有效 降低植物组织培养中的褐变发生率。
05
结论与展望
研究成果总结
褐变现象的机制
植物组织培养中的褐变现象是由多种因素引起的，包括酚类物质氧化、酶促反应和非酶 促反应等。这些反应导致培养基颜色变深，影响植物的正常生长和发育。
论植物组织培养褐变产生的因素及对策
论植物组织培养褐变产生的因素及对策植物组织培养是指将植物体中的一种或几种组织或细胞分离和培养在含有适宜营养成分和生长调节剂的培养基中，使其继续生长、分化和增殖的技术。
这种技术广泛应用于植物育种、植物生产、植物品种改良等方面。
然而，在植物组织培养过程中，褐变现象是一种常见的问题，严重影响了培养细胞的生长表现和生产效率。
因此，本文对植物组织培养褐变产生的因素及对策进行了详细的探讨。
一、植物组织培养褐变产生的因素1. 细胞或组织质损伤：在分离组织和细胞时，过度的力量和操作方法可能会导致组织褐变，这是由于细胞膜、内膜或细胞壁的破裂，导致物质泄漏进入外部环境所致。
2. 呼吸引起的氧化：在植物组织培养过程中，呼吸是组织代谢的基本现象，它产生的能量用于细胞代谢和细胞分裂。
然而，呼吸不充分或呼吸能力不足可能会导致氧化酶的活性增强，导致产生了过多的氧自由基，导致组织褐变。
3. 培养基中的不完整培养物质：培养基的配方以及培养过程中不完整培养物质可能会导致褐变。
例如，培养基中的钾离子过多可能导致组织和细胞质产生褐变。
4. 微生物或污染：组织培养广泛应用于微生物的细胞生长和变异。
然而，过量的细菌孳生或微生物污染可能会使组织发生内部腐败或污染。
5. 外部环境：在植物组织培养中，外部环境可能导致褐变的发生。
例如，高温、高湿度或光照强度过高等因素都可能对组织产生不利影响，导致组织褐变。
二、植物组织培养褐变的对策1. 准确按照操作方法进行：在分离和转移细胞或组织时，必须遵循操作规程。
任何超过细胞或组织能力的力量，都可能导致它们破裂和损伤，从而导致细胞褐变。
2. 控制培养物质：应对植物组织培养液内成分进行判断，控制氮、钾等营养物质的浓度，并定期植物异质接种和营养料补充来促进组织生长和分化。
3. 保护组织环境：采取洁净措施，保持培养环境无微生物侵入，减少细菌数量。
避免热、湿、光照强度过高的环境，加强组织生长环境的把控。
4. 装置保持：“装置”保持在可靠性、稳定性和实用性等方面总体考虑下选择合适的装置设备，减少操作过程带来的不良影响，通过装置控制，避免过度呼吸和氧化酶的活性增强等情况，道避免组织褐变。
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。
外植体褐变及解决措施
外植体褐变及解决措施外植体褐变及其解决措施褐变是植物组织培养过程中常见的问题。
它与真菌污染和玻璃化冷冻一起被称为植物组织培养的三大难题。
本文针对褐变问题，结合相关数据，对影响褐变的因素进行了综合分析，并针对这些因素提出了相应的解决方案。
褐变是指外植体在培养过程中，自身组织向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。
一、褐变机理1非酶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。
徐振彪等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.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。
酶促褐变如同一般的酶促反应，其发生必须具备三个条件，即酶、底物和氧。
引起褐变的酶有多酚氧化酶(ppo)、过氧化物酶(pod)、苯丙氨酸解氨酶等。
从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和ppo的活性来看，表明ppo活性的高低是引起培养材料褐变的关键。
引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物，按其组成可分成3类:苯基羧酸（包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等），苯丙烷衍生物（包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等），第三类是黄烷衍生物（包括花青素、黄酮、芸香苷等），但并非所有的酚类物质都是ppo的底物。
在正常植物组织中，底物、氧和PPO同时存在而不褐变，因为在正常组织细胞中，多酚分布在液泡中，而PPO分布在各种质体或细胞质中。
这种区域分布使基质和PPO无法接触。
当细胞膜结构发生变化和破坏时，它为酶与PPO接触创造了条件。
在氧气存在下，苯酚被氧化成醌，并进行一系列脱水和聚合反应。
论植物组织培养褐变产生的因素及对策(一)
论植物组织培养褐变产生的因素及对策(一)论文关键词:植物组织培养褐变酚类物质多酚氧化酶醌类物质论文摘要: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。
植物组织培养中褐化的机理及对策
枝的培养 中， 茎部是最容易诱导褐变 ． 根部组织褐变较小 。
１ ． ２ 对 于不 同培 养 基环 境 及 条 件 的 分析 １ ． ２ ． １ 培养 基成 分对 褐变的不同影响 。对于不 同培养基
来说 ， 其诱 导植物褐变 的程度也不尽相 同 ， 如对 于樱 花组织来 说， １ ／ ４ ＭＳ能够有效减轻樱花的褐变 ，对于柿树组织在培养中 ， 通过改 良 ＭＳ 培养基 ， 不仅能够增大植体的分化 ， 还能有效减轻 褐变影响。 对于薄壳核桃 的茎尖进行培养 中， 增加培养基 ６ － Ｂ Ａ 浓度 ， 其导致褐变程度加重 ． 而在较低浓度下 ， 则有助 于茎尖 的 分化 。 对褐变反应具有抑制作用。 １ ． ２ ． ２ 培养基环境条件对褐变 的影响分析 。从褐变反应 过程来看 ， 光照 、 温度等环境条件也会 造成不 同程度 的影响 ， 特 别是在温度过高或光照强的条件下 ，对 于 Ｐ Ｐ Ｏ的活性来说 ， 其 能够加快 、 加重褐变反应 ； 对于 ｃ ０ 的浓度来说 ， 过高也会促进
摘
要： 从植物组织培养过程 来看 ， 褐化是常见问题 ， 也是 关系到组织培养成功 的关键 问题。 本 文从诱发植物组织褐化 的发生
机理 和影响 因素 出发 ， 就其形式及 防治对策进行 阐述 ， 以有效抑制褐变的发 生。 关键词 ： 植物病理 学； 植物组织培养 ； 褐 变； 多酚氧化 酶； 防治对 策 中图分类号： ￥ ３ ３ ６ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ０ １ ９ ０ — ０ １
酸脱氨基 ， 另一种 是经莽草 酸转化为查耳酮 ， 再形成 黄酮 、 异黄 酮、 儿茶素等 ， 最终通过 酶 、 底物、 氧气 同时存在来保 证反应 的 发生 。 ２ ． ２ 酚及酚酶的区域性分布对褐变的影响 对于 正常组织 内的 Ｐ Ｐ Ｏ、 底物 、 氧气来 说 ， 由于其分 布在 不 同的区域 内 ， 多 酚类物质 分布在液泡 内， 而Ｐ Ｐ Ｏ则分布在质 体 内， 本身二 者是分离 的 ， 也只有当正常结构 发生 变化 时 ， 才能 在有氧 的条件下 ， 发生褐变现象 。因此 ， 酚类 、 酚酶 的区域性分 布 对 于褐 变 反应 也有 较 大 影 响 。 ３ 防治 褐 变 的 相 应 措 施和 对 策 从褐变 的发生机理及反应环境 因素来 看 ，加大对构成褐 变 的影 响因素进行处理 从外植体 的生理环境 、 生长部位 、 以及 培养基 的种类 、 成分 、 浓度及条件进行调整 ， 从 而有效克服褐变
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。
褐变现象
褐变现象摘要：植物组织培养中褐变现象的原理以及影响褐变现象的因素，提出了防止褐变的措施和方法。
关键词：组织培养。
褐变。
正文：褐变是植物组织培养中一种普遍存在的现象，是由于组织中多酚氧化酶被激活，使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质，这种褐变现象又被称为酚污染。
多酚类物质及其氧化物醌类物质会抑制其它酶的活性，从而毒害整个外植体，严重影响外植体的脱分化、再分化和生长。
褐变这种现象与菌类污染和过度含水化(即玻璃化)并称植物组织培养的3大难题。
目前褐变已成为植物组织培养发展的一大障碍[1]。
目前，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。
1 褐变产生的影响因素影响植物组织培养褐变的因子是复杂的，因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同，褐变的程度也有所不同。
1.1 植物种类及基因型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(PPO)活性的差异有关。
1.2 外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同，同时，不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。
1.3 培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。
另外，其pH值也与褐变程度有较大关系。
1.4培养条件温度过高或光照过强，均可加速被培养组织的褐变。
不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡，温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。
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。
徐振彪等[1]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。
植物组织培养中褐变机理和防治措施
植物组织培养中褐变机理和防治措施摘要：褐变现象是指组织培养诱导脱分化或再分化的过程中，外植体组织从表面向培养基释放褐色物质而使得培养基逐渐变成褐色，外植体随之褐变死亡的现象，褐变现象又称酚污染，在植物组织培养过程中经常出现。
对诱导外植体的脱分化和培再分化过程的影响非常大，甚至是影响某些植物组织培养成功与否的关键。
褐变主要发生在外植体、愈伤组织的继代、悬浮细胞培养、原生质体的分离与培养等。
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。
本文对褐变的影响因素和对策进行了研究。
关键词：组织培养，褐变，影响因素1. 影响褐变的因素因子是复杂的，随植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等的不同，褐变的程度也有所不同。
1.1褐变类型及基因型物种及其基因型对褐化的影响。
植物组织培养过程中外植体的褐化主要由多酚氧化酶作用于酚类物质而引起的。
不同植物品种、同种植物的不同类型因为外植体材料的基因型不同，在组织培养中褐化发生的频率和程度都存在着较大的差异[4]。
由于酚类的糖苷化合物是木质素、单宁和色素的合成前体，木本植物、单宁含量或色素含量高的植物酚类物质含量也很高，木质素、单宁或色素形成多，其组织培养就容易发生褐变。
因此，组织培养过程中，木本植物一般比草本植物易发生褐变。
目前报道发生褐变的植物中多数是木本植物[5]。
在木本植物中，核桃、板栗由于单宁含量很高，进行组织培养难度很大，不仅在接种后的初代培养期容易发生褐变，而且在形成愈伤组织以后也会因为褐变而引起死亡。
红豆杉愈伤组织的诱导及继代培养过程中，常常发生培养细胞褐变现象，轻者影响细胞生长和繁殖，重者导致细胞死亡。
豆科植物和芸苔属植物原生质体培养中容易褐化也是一个普遍的问题，橡胶的花药培养中，海垦2号花药的褐变较少，因而愈伤组织的诱导容易；而有些品系花药容易褐变，因而愈伤组织的诱导困难。
在组织培养中，有些品种、品系难以成功，而有些则容易成功。
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。
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。
植物组织培养中的褐化现象和解决途径
褐化发生的形式及褐化发生机理 影响褐化的因素 防止褐化的途径 展望
பைடு நூலகம்
褐化发生的形式及褐化发生机理
褐化分为酶促褐化和非酶促褐化 1.非酶促褐化是由于细胞受胁迫条件或其它不利条件影响所造成的细胞死亡或自然发生的细胞死亡而造成的褐化其中不涉及到酚类物质的产生 2.酶促褐化是因为酚类物质的参与而引起的褐化现象
防止褐化的途径
一.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 因此在切取外植体时应尽可能减少其伤口面积伤口剪切尽可能平整些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
影响褐化的因素
1.外植体自身：包括外植体的生理状态、生长状态、外植体的遗传特性等 2.外植体所处的培养环境：包括培养基的成分及培养条件的影响
一.植物种类及基因型 1.不同物种之间褐化程度差异很大 2.同种植物的不同品种间也存在一定差异 橡胶树的花药培养中发现海垦2号花药的褐变较少因而愈伤组织化容易而有些品系花药容易褐化诱导困难； 银杏的众多品系中佛手品系比梅核品系诱导愈伤织困难 这些可能是由于外植体的基因型差异引起的
酶促褐化必须具备酶、底物和氧三个条件 1.酶 ：多酚氧化酶PPO、过氧化物酶POD、苯丙氨酸解氨酶PLA等 2.底物 ：酚类化合物 3.氧气
酚类物质的共同结构特点是都含有带羟基的苯环结构. 按其组成结构可分为: 1.苯基羧酸类包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等、 2.苯丙烷衍生物包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等、 3.黄烷衍生物包括花青素、黄酮、芸香苷等三大类
植物组织培养中的褐变现象与防止方法
植物组织培养中的褐变现象与防止方法植物组织培养中出现褐变现象是一种常见的问题，褐变通常是因为植物组织培养过程中遭受到内部或外部压力所致。
褐变不仅会导致组织的死亡，也会影响到培养物的生长和发育。
因此，了解褐变的原因并采取相应的防止方法非常重要。
褐变现象发生的原因可以归纳为以下几个方面：1.感染：细菌、真菌和病毒感染是导致褐变的常见原因。
感染会导致组织坏死并产生褐色产物，从而导致组织培养失败。
解决方法：进行无菌操作，确保培养环境的无菌状态，并加强培养物的保护。
使用抗菌剂、消毒剂和抗生素等来抑制病菌的生长和传播。
2.氧化：氧化应激是导致组织褐变的常见原因之一、当细胞受到氧化应激时，产生大量的活性氧自由基，进而导致细胞内物质的氧化和组织褐变。
解决方法：在培养过程中尽量减少暴露在空气中的时间，并加入适量的抗氧化剂，如抗坏血酸、多酚等，来减少氧化损伤。
3.脱水：组织细胞在培养过程中由于脱水导致的细胞膜破裂，会释放出酶和多酚等有害物质，从而导致组织褐变。
解决方法：在组织切割后尽快进行培养，避免组织脱水。
可以使用无菌的生理盐水或培养基进行预处理，来保持组织的水分。
4.存储条件不适宜：组织在培养过程中需要适当的温度、湿度和光照等条件来维持其正常的生理活性。
如果存储条件不适宜，会导致组织的死亡和褐变的产生。
解决方法：在培养室中提供适宜的温度、湿度和光照条件，并定期检查和调节培养环境的参数，以确保组织的正常生长和发育。
总之，在植物组织培养中防止褐变现象的发生，需要保持无菌环境、抑制病菌感染、减少氧化应激、防止组织脱水和提供适宜的存储条件。
通过这些措施，可以有效减少组织的褐变现象，提高培养物的生长和发育效果。
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１ 褐 变 原 因及 其危 害
褐 变是 指植 物 组织 培养 诱 导脱 分化 或 再分 化
化物 质． 当温 度升 高或 继 代保 存 时 间过长 ， 会发 也 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 ．
的过程 中 ， 外植体 组织从 表面 向培养基 释放褐 色物
４ １ 合理取 材 ．
植 株采 收 的外植 体 ， 于含 酚类 物 质较 多 ， 由 因此 褐
变较为严 重． 以 ， 所 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．
在适 当的 时间 ， 选择 幼 年植 株 ， 在植 株 的一 并
外 植体 的大 小对 褐 变 的发生 及褐 变 程 度有 一 定影 响 ¨ Ｂ ｎａ 为 外 植 体越 小 ， 面 与体 积 的 ． ｏｇ 认 切 比率越 大 ， 伤害及 褐 化 的程 度 就越 大 ； 对 大 的材 相
料褐变 的程度 较轻 ¨ 除 了机 械 伤害外 ， 种 时各 ． 接
・
刘玲 玲
（ 西师 范高等专科学校 ， 定 甘肃 定西 ７ ３０ ） ４ ００ 摘 要： 通过对植物组织培养 中外植体 发生 褐变的情况 ， 分析 了发生褐变 的可能原 因 ， 并提 出 了相应 的防止措
施．
关键词 ： 植物组织培养 ； 褐变 Ｉ 夕 植体 ； 防止措施 中图分类号 ：９ ４ ６ Ｑ ４ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０６４ ２ ２ １ ） ３０４ － １０ －３ ＸＩ０ １ ０ －０ ４０ ３
４ ６・
喀什 师范学院学报
第３ ２卷
得 不到应有 的养分 而逐渐 衰竭 、 褐乃 至死亡 等负 变 效应 ， 使用时 应注意 ， 尽量用 最 低浓 度 的活性 炭 来 防止褐变 的产生 ． 防褐剂 的防褐 效果 因植 物材料
［ ］沈海龙 ． ３ 植物组织培养 教程 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国林 业出版
般 的酶促 反应 ， 发生必 须具备 三个条件 ， 酶、 其 即
底物 和氧 ． 引起 褐 变 的酶 有 多酚 氧 化酶 （ Ｐ 、 Ｐ Ｏ） 过
氧化物酶（ Ｏ ） 苯丙 氨酸解氨酶等 ， ＰＤ 、 但最主要是
Ｐ Ｏ 从初 次培养 和继代 培养 过程 中试管 苗 的褐变 Ｐ．
程度 和 Ｐ Ｏ 的活性 来看 ， 明 Ｐ Ｏ 活性 的高 低是 Ｐ 表 Ｐ
第 ３期
刘 玲 玲 ： 物 组 织 培 养 中 外植 体 发 生 褐 变 的原 因及 防止 措 施 植
‘ ５・ ４
氧气 、Ｐ 同时存 在并 不 发生 褐 变 ， 因为 在正 常 ＰＯ 是
种化 学消毒 剂对外 植体 的伤 害也会 引起 褐 变 ， 酒精
消毒效 果较 好 ， 对 外植 体 伤 害很 重 ； 但 升汞 对外 植
的严 重程 度和外 植体 取 材 的 时期 、 材 的 部 位 、 取 类 型及外 植体取 材 的大小 及取材 前 的预处 理有 关．
３ ３ １ 取材 的 时期 和部 位 ．．
刘 淑 兰等对新 疆 核 桃 的试 验证 明 ， 同季 节 、 不 不 同树 龄 的外 植体 ， 褐化发 生 的情 况不 同 Ｈ 通 常 ，
在 培养基 中加入 抗氧化 剂 ， 在含抗 氧化剂 的 或 培养基 中进 行 预培 养 ， 大 大 减 轻 醌类 物 质 的 毒 可 害． 选用 适宜 的抗氧 化剂 与吸收剂种 类及含 量是 防 止 外植 体褐变 的常用 的方法 ． 在植 物组培 中用 于抑
制褐变 常用 的抗 氧 化剂 有 抗 坏 血 酸 （ ｉ ｍｉ Ｃ 、 Ｖ ｔ ｎ ） ａ
硫 代硫 酸钠 （ ａＳ０ ） 多胺 等 ， Ｎ 和 常用 的 吸附 剂有 聚乙烯 吡咯烷酮 （ Ｖ ） 活性炭 （ Ｃ） Ｐ Ｐ是 酚 ＰＰ 、 Ａ 等． Ｖ
幼龄外 植体 比老 龄外 植 体 褐化 轻 ， 化率 低 ． 果 褐 结
表 明 ， 植体类 型和取 材部 位是影 响褐变 的重要 因 外
定影 响． 玉珍等 实验 发现取 材母株放 入温室 和 周
在 相对 弱光照 下生长 ， 其外植 体 的褐化率 比在露地 全 光照 下栽 培母 株 低 低 温 预 处理 外 植 体 可减 引．
少 组织 氧化褐 变¨ 。有研究 认 为 ， 植体 接种 于培 。． 外 养 基 中的放置方 式对 组 织 培 养过 程 中 的褐 变现 象 也有 影 响 Ｊ此 外 ， 植 体 切 口越 大 ， 类 物 质 的 ． 外 酚 被 氧化 面也越 大 ， 褐变程 度就会 更严重 ． ¨
在植 物组织 培 养 过程 中 ， 变 问题 普遍 存 在 ， 褐 与菌类 污染 和玻 璃 化 现象并 称 为 植 物组 织 培 养 的
系失活 ， 从而导致组织代谢活动紊乱， 生长停滞， 最
终 衰老死亡 ． ］
三大难题 ． 褐变 主要 发 生在 外 植体 ， 植 物 愈伤 组 在 织 的继代 培养 、 浮细胞 培养 以及原生 质体 的分离 悬
口处 分泌 的 酚类 化 合 物 引起 的 ． 促 褐 变 如 同 酶
一Байду номын сангаас
很 多植物 ， 尤其是 木本植 物都含有 较高 的酚类 化合
物． 在完 整 的植 物体 的细胞 中 ， 酚类 化 合 物 与 多酚 氧化酶是 分隔存 在 的 ， 因而 比较 稳 定 ， 但是 在 切 割外植体 时 ， 口附近 的细 胞 受 到伤 害 ， 切 破坏 了酚 类 化合物 和多酚 氧化酶 的分隔状 态 ， 使得 酚类化 合 物 和多酚 氧化酶相 遇 ， 酚类 化合物 在多 酚氧化酶 的 催 化下氧化 形成 醌类物质 和水 ， 一步 引起其他 酶 进
素．
３ ３ ２ 取 材 的 大 小及 伤 害 程 度 ．．
类 物质 的专一 性吸附剂 ， 在生 化制备 中常用 作酚类
物 质和 细胞 器 的保护 剂 ， 用 于 防止 褐 变 ． 可 活性 炭 是一 种吸 附性 较强 的无机 吸 附剂 ， 吸附各种微 能 量 物质 和微小 颗粒 ， 活性炭 的 吸附作用是 没有选 但 择性的； 有报道 ， 由于 活性 炭 除 能 吸附 多 酚氧 化物 及 有毒 物质外 ， 还能 吸附 培养基 中的营养成 分 和生 长 调节 剂 ， 以也有研 究认 为 Ａ 所 Ｃ会使 外 植体 由于
第３ ２卷第 ３ 期 ２１ ０ １年 ５月
喀 什 师 范 学 院学 报
Ｊ ｕ ａ ｆＫａｈ ａ ｅｃ ｅｓＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌｏ ｓｇ ｒＴ ａｈ ｒ ｏｌ ｅ ｎ ｅ
、０ ． ２ ． ｒ１３ Ｎｏ ３ Ｍ ａ ０１ ｙ２ １
植 物组 织培 养 中 外植 体发 生 褐 变 的 原 因及 防止 措施
２ 褐 变 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 ， 不 涉及 酚类 物 并 质 的产生 ． 振彪 等 将 生 长 正 常 的 愈伤 组 织 转 徐 移到 含 Ｎ Ｃ 的培 养基 中 ， ａＩ 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
的组织 细胞 内 由于 多 酚类 物 质 分 布在 细胞 的液 泡
内 ， Ｐ Ｏ则 分布在 各种 质体 或 细胞 质 中 ， 种 区 而 Ｐ 这 域 性分布 使底 物 与 Ｐ Ｏ不 能 接 触 ， 当 细 胞 膜 的 Ｐ 而 结 构发生 变化 和破 坏 时 ， 为 酶 创 造 了 与 Ｐ Ｏ接 则 Ｐ 触 的条件 ， 氧 存 在 的情 况 下 使 酚 类 物 质 氧化 成 在
定部 位取材 ， 使材 料 中 的酚 类 物质 含 量较 低 ， 样 这
有助 于减少 褐变 ． ４ ２ 培养基 中添加 防褐 剂 ．
３ ３ 外植 体 的取材 ．
有 关植 物组 织 培养 中褐 变现 象 的研究 已经 很 多， 大量实 验表 明 ， 织 培 养 中褐 变 的发 生 及 褐变 组
色素的合 成前体 ， 以易 褐变 ． 所
３ ２ 外植体 的生 理状态 ．
在植物 组织 培养 中 ， 培养材 料或外植 体 的褐变
是导 致培养 失败 的主要原 因 ， 料本身 的生理 状态 材 不 同 ， 种后 褐变程 度也有 所不 同． 接 一般来 说 ， 处于 幼年期 的植物 材料褐 变程 度较浅 ， 而从 已经成 年 的
质而使培 养基逐 渐变成 褐色 ， 外植 体 随之变褐 死亡
的现象 。 褐 变又称 酚 污染 ， 植 物组 织 培养 过 程 在
中经常 出现． 变 的发生 与外植体 组织 中所含 的酚 褐 类 化合物 数量多 少及多 酚氧化酶 活性有 直接关 系．
目前 认为 植 物组 织 培养 中 的褐 变多 数主 要是 由酶 促褐 变 引起 的 Ｊ 培 养 材 料 变 褐 主 要 是 由伤 ，
过 高 的无 机 盐浓 度 会 引起 某些 植 物外 植体 中
酚类 物质 的氧化 ． 生长调 节物质使 用不 当培养材 料 容易 褐变 ， 细胞分裂 素有 刺激多 酚氧化 酶活性提 高
的作用 ， 体培养 基 可有 效 克／ ＃－ 体褐 化 ． 液 液 １ ｔ ￣ 植 在 体培养 基 中 ， 植 体溢 出 的 有 毒 物 质 可 以很 快 扩 外 散， 因而对外 植体造成 的危 害较 轻．
体伤 害 比较 轻． 般来讲 ， 一 外植体 消毒 时间越长 ， 消
毒效果 就越好 ．
３ ３ ３ 取 材 前 的预 处 理 ．．
取 材 前外 植 体预 处理 对 褐 变 的发生 及程 度 有
一
醌， 醌类物 质进行 一系列 的脱水 、 聚合 反应 ， 最后形