核桃外植体褐化影响因素及增殖培养研究
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。
核桃外植体的组织培养
18 18 18 18 18 18 18 18 18
无菌数 No bacillus number
个
7 8 10 11 12 11 12 13 11
无菌率 No bacillus efficiency
%
38． 9 44． 4 55． 6 61． 1 66． 7 61． 1 66． 7 72． 2 61． 1
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2011，39（28） ：17156 － 17157
责任编辑 宋平 责任校对 况玲玲
核桃外植体的组织培养
杨海波1 ，王 娟1 ，周鹏程1 ，孟利峰1 ，高 涛2
（ 1． 山西省农业科学院果树研究所，山西太谷 030815； 2． 山西农业大学园艺学院，山西太谷 030801）
时间 Time min
3 4 6 3 4 6 3 4 6
表 2 不同浓度 HgCl2 处理对外植体 b 灭菌效果的影响 Table 2 Effect of different concentration HgCl2 on explant b sterilization
接种数 Inoculation number
摘要 ［目的］研究核桃组织培养与快速繁殖的方法。［方法］以“金薄香”1 号带腋芽的茎段为外植体进行试管繁殖。［结果］腋芽萌生 最佳培养基： DKW + BA 1． 5 mg / L； 分化及继代最佳培养基： DKW + BA 0． 4 mg / L + IBA 0． 01 mg / L； 生根最佳培养基： 1 /2DKW + IBA 1． 0 mg /L，不过生根率只有 23． 3% ，效果不太理想； 二步生根法效果不错，生根率可达到 36． 7%。［结论］该研究筛选获得适宜“金薄香”1 号 核桃快繁的最佳培养条件，为建立核桃快繁体系、扩大核桃苗繁育规模奠定基础。 关键词 核桃； 外植体； 组织培养 中图分类号 S 664． 1 文献标识码 A 文章编号 0517 － 6611（ 2011） 28 － 17156 － 02
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化现象
植物组织培养中的褐化现象植物组织培养中所说的褐化现象是指在外植体诱导初分化或再分化过程中，自身组织从表面向培养基释放褐色物质以至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。
褐化现象主要发生在外植体，在植物愈伤组织的继代培养、悬浮细胞培养、花药培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。
褐化产物不仅使外植体、细胞、培养基褐变，而且对许多酶有抑制作用，影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致材料死亡。
褐化、污染和玻璃化并称为植物组织培养的三大难题，且控制褐化比控制污染和玻璃化更加困难，因此，有人认为，褐化能否得到有效控制是植物组织培养能否成功的关键所在。
褐化现象的机理在自然条件下，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。
当细胞受伤或衰老时，酚氧化酶释放或合成，在合适的PH、温度等条件下，酚氧化酶、酚类物质(底物)和氧气聚合发生氧化反应，形成有毒的醌类物质。
当外植体组织被切割和接种时，损伤切面细胞中酚类物质被氧化成醌，切面迅速变成棕褐色或暗褐色，这些褐色物质会逐渐扩散到培养基中，抑制其它酶的活性，毒害整个外植体组织。
影响褐化现象的因素植物组织培养过程中的褐化现象，引起植物材料褐变的因子是复杂的，往往是多种因素共同作用的结果。
培养材料或外植体种类与品种或基因型褐化与植物本身的内在因素有关，不同种类植物、同种植物的不同类型和品种在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、单宁和色素的合成前体，所以易褐变。
外植体的生理状态在组织培养中，培养材料或外植体的褐变是导致培养失败的主要原因，材料本身的生理状态不同，接种后褐变程度也不同。
木质化程度高的外植体会促进褐化的发生。
大量实验表明，材料在培养过程中的褐化程度与多酚氧化酶活性及酚含量有关。
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，大量实验表明组织培养中褐变的发生及褐化的严重程度和外植体取材的时期、取材的部位、类型及外植体取材的大小和取材前的预处理有关。
植物组织培养褐化问题的研究进展
从而加剧褐化的发生。张卫芳ｆ 均 等发现 ， 随着培养基 该假说认为褐化过程主要是通过 Ｐ Ｏ及其底物进行作用的。 的氧化能力， Ｐ － Ａ浓度的升高 ， 组织的褐化率增加， 一年生薄壳核桃的茎尖 Ｐ Ｏ作为普遍存在于植物体内的一类末端氧化酶， Ｐ 能够催化酚类 中 ６ Ｂ
物 质形 成醌 和水 ，醌经 过非酶 促聚 合作 用形成 深 色物 质并 对外 植 培养中褐化反应时间也随之缩短 ； 添加 ２ ４ Ｄ、 的组合 ， ，－ Ｉ 从 褐化
生 机制 分为酶 促 褐化与 非酶 促褐化 。多数 研 究认为 外植 体的 褐化 龄材料含量较高 因此培养过程中幼年型材料发生的褐变程度轻 ， 属于 酶促 褐化 ， 理可 通过 酚 一酚 酶的 区域 性 分布 与 组织 褐 变和 于成 年型 材料 。王异 星 荔枝 无 菌 苗不 同组 织 的诱 导 实验 中 发 机 在 酚 一酚酶 假说 两种假 说来 诠释 日 。 １１ 一 酚酶 的 区域 性 分布 与组 织褐 变假 说 ．酚
现， 根部极大部分基本不能诱导愈伤组织 ， 即使诱导出愈伤组织也 全部褐变； 多数叶片较难诱导愈伤组织， 诱导出的愈伤组织多出现 ２２ ．培养基成分对褐化的影响 ２ ．无机盐浓度对褐化的影响。初代培养时 ， ．１ ２ 培养基中无机 盐浓度影响酚类分泌物的产生。邱璐 等发现 ， 云桑组织培养过程
体材料产生毒害作用， 使之死亡。褐化过程必须具备酶 ， 底物和氧 反应稍有推迟 ； 较低浓度 ６ Ｂ － Ａ适宜茎尖分化生长 ， 褐化反应慢 ，
条件 。 ２影 响 外植 体 褐 化 的 因素 ．
部分培养基无明显褐化现象。 加入 Ｂ Ｋ Ａ， Ｔ后甘蔗组织培养㈣ 褐变
更加明显。 此外 ， 生长调节物质的浓度也会影响植物组织培养的褐
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。
植物组织培养中外植体发生褐变的原因及防止措施
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
植物组织培养中褐变的影响因素及防止措施
植物组织培养中褐变的影响因素及防止措施作者：周亚辉来源：《现代农业科技》2016年第05期摘要褐变问题在植物组织培养过程中普遍存在，严重影响了外植体的生长与分化，结合国内外研究褐变的相关报道，综述了植物组织培养中褐变的影响因素和防止措施。
关键词植物组织培养；褐变；影响因素；防止措施中图分类号 Q813.1+2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2016）05-0117-02近年来，随着科学技术的迅猛发展，植物组织培养已成为生物学科中的重要研究技术和手段之一，其被广泛应用于科研和生产，在农学、花卉、林业、医药业等领域中取得了巨大的经济、社会效益。
但是，植物组织培养过程中褐变问题普遍存在，褐变的发生会严重影响外植体的生长与分化，甚至导致培养材料的死亡，褐变问题已成为组织培养中的一大难题。
褐变的影响因素是复杂的，随外植体种类、基因型、取材部位及生理状况等的不同而危害程度有所区别，国内外也研究报道了一些减少或防止褐变的方法。
本文系统归纳了植物组织培养褐变的影响因素和防止措施，对深入研究褐变问题和组织培养技术都有着非常重要的意义。
1 褐变的影响因素1.1 外植体基因型在植物组织培养中，有些品系容易褐变，诱导困难，而有些品系褐变较少，愈伤组织化容易些，组培容易成功，其原因之一可能是酚类物质含量及多酚氧化酶活性上的差异。
1.2 外植体的生理状态外植体本身的生理状态不同，接种后褐变的程度也不同。
致褐物质的含量会因生理年龄、季节、取材时间及部位的不同而不同。
1.3 培养基成分和培养条件无机盐浓度、培养基pH值、培养基状态及植物激素等不适宜，均会引起褐变的产生。
此外，培养过程中温度过高或光照过强，也会加速褐变的产生。
1.4 培养时间接种后转瓶时间的早晚也是影响褐变的因素，接种后外植体培养时间过长，未及时转瓶，会使培养材料伤口积累过多酚类物质，导致褐变。
2 褐变的防止措施2.1 外植体的选择2.1.1 基因型。
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。
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。
园林植物组织培养过程中褐化问题的研究
园林植物组织培养过程中褐化问题的研究作者：曾琼来源：《科技创新导报》 2011年第10期曾琼(广州南洋理工职业学院广东广州 510000)摘要:综述了园林植物组织培养过程中褐变发生的机理、影响褐化的因素及控制褐化的方法等领域的研究进展。
关键词:园林植物组织培养褐化褐化控制中图分类号:TU986 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0126-02在园林植物组织培养过程中褐化现象是普遍存在的,它与菌类污染、过度含水化(即玻璃化)并称为植物组织培养的三大难题,而控制褐化比控制污染和玻璃化更加困难。
因此褐化能否得到有效的控制是对某些植物的组织培养能否取得成功起到决定性的作用。
在组织培养过程中存在褐化现象的园林植物主要有:蝴蝶兰、银杏、非洲菊、牡丹、芍药、凤梨、瑞香、玫瑰、大岩桐、大花茉莉、倒挂金钟、观赏羽衣甘蓝、花烛、郁金香、飞燕草、风铃草、紫叶黄栌、桉树、东北红豆杉、巴拉圭冬青、茶树等。
本文就近年来关于园林植物组织培养中褐化现象的研究进展作一综述。
1 褐化的机理在植物组织培养过程中所说的褐化是指外植体在诱导脱分化或再分化过程中,自身组织从表面向培养基释放褐色物质,以至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。
褐化的发生与外植体组织中所含的酚类化合物和多酚氧化酶活性有直接的关系,很多植物特别是某些木本植物,如枣、银杏等都有高含量的酚类化合物,这些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。
当外植体组织被切割后接种时,切口附近的细胞受到伤害, “分隔效应”被打破,酚类化合物与多酚氧化酶接触后经其催化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酶的作用下,与外植体组织中的蛋白质发生聚合,使切面迅速变成棕褐色或暗褐色,这些褐色物质会逐渐扩散到培养基中,进一步引起其他酶系统失活,毒害整个外植体组织,抑制外植体的脱分化、再分化和组培苗的正常生长。
褐化、白化、玻璃化、黄化的现象的解释
植物组织培养中的常见问题与对策摘要: 探讨了影响植物组织培养的主要因素, 分析了污染、畸形胚、玻璃苗、褐变、黄化等产生的原因, 并提出了解决措施。
认为: 污染主要是由灭菌不彻底和环境不洁造成的, 加强外植体和培养基的灭菌, 对培养环境及用具彻底消毒, 可大大降低污染率。
培养时间和培养基的组成影响畸形胚的发生, 缩短培养时间, 调整培养基中激素含量, 可使畸形胚转化为正常苗。
培养基的种类、温度、通气状况等会影响玻璃苗的发生, 选择适当培养基, 降低温度, 增强光照, 改善通风等可使玻璃化率降低。
植物品种、取材部位及环境条件与褐变的发生密切相关, 选择适宜的外植体, 进行暗处理, 添加抗氧化剂和吸附剂等可有效控制褐变。
培养基中铁含量不足, 激素配比不当等会导致黄化,正确添加培养基的各种成分, 增强光照, 及时转接可减少黄化。
关键词: 组织培养; 污染; 褐化; 畸形胚; 玻璃苗中图分类号: Q945. 4文献标识码: A文章编号: 1673- 2006( 2010) 11- 0054- 04 收稿日期: 2010- 04- 10作者简介: 王桂荣( 1972- ), 女, 安徽宿州人, 实验师, 主要从事植物及植物生理实践教学与实验室管理。
植物组织培养技术广泛应用于植物脱毒快繁、育种、种质保存、获得次生代谢产物、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面, 而且在医药、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力,产生了巨大的经济效益和社会效益, 已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。
但在植物初代培养和继代培养过程中经常会遇到一些问题, 如污染、畸形胚、玻璃苗、褐变、黄化等, 影响实验结果, 甚至导致实验失败, 给科研和生产造成损失。
本文根据近年的研究文献及本人的工作实践, 对这几个问题产生的原因及解决措施进行了论述, 以供参考。
1. 1污染产生的原因污染是在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌, 导致培养失败。
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。
褐化、白化、玻璃化、黄化的现象的解释
do:i 10. 3969 / j. issn. 1673- 2006. 2010. 11. 019植物组织培养中的常见问题与对策王桂荣(宿州职业技术学院, 安徽宿州市234000)摘要: 探讨了影响植物组织培养的主要因素, 分析了污染、畸形胚、玻璃苗、褐变、黄化等产生的原因, 并提出了解决措施。
认为: 污染主要是由灭菌不彻底和环境不洁造成的,加强外植体和培养基的灭菌, 对培养环境及用具彻底消毒, 可大大降低污染率。
培养时间和培养基的组成影响畸形胚的发生, 缩短培养时间, 调整培养基中激素含量, 可使畸形胚转化为正常苗。
培养基的种类、温度、通气状况等会影响玻璃苗的发生, 选择适当培养基, 降低温度, 增强光照, 改善通风等可使玻璃化率降低。
植物品种、取材部位及环境条件与褐变的发生密切相关, 选择适宜的外植体, 进行暗处理, 添加抗氧化剂和吸附剂等可有效控制褐变。
培养基中铁含量不足, 激素配比不当等会导致黄化,正确添加培养基的各种成分, 增强光照, 及时转接可减少黄化。
关键词: 组织培养; 污染; 褐化; 畸形胚; 玻璃苗中图分类号: Q945. 4文献标识码: A文章编号: 1673- 2006( 2010) 11- 0054- 04收稿日期: 2010- 04- 10作者简介: 王桂荣( 1972- ), 女, 安徽宿州人, 实验师, 主要从事植物及植物生理实践教学与实验室管理。
植物组织培养技术广泛应用于植物脱毒快繁、育种、种质保存、获得次生代谢产物、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面, 而且在医药、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力,产生了巨大的经济效益和社会效益, 已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。
但在植物初代培养和继代培养过程中经常会遇到一些问题, 如污染、畸形胚、玻璃苗、褐变、黄化等, 影响实验结果, 甚至导致实验失败, 给科研和生产造成损失。
本文根据近年的研究文献及本人的工作实践, 对这几个问题产生的原因及解决措施进行了论述, 以供参考。
植物组织培养中的褐变问题
植物组织培养中的褐变问题褐化是指在组培过程中，培养材料向培养基中释放褐色物质，致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也随之慢慢变褐而死亡的现象。
一、材料为什么会褐化？（一）、酶促褐化酶促褐化是在有氧条件下，酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。
组培材料之所以会褐化是因为有些植物（特别是木本植物）体内含有较多的酚类化合物和多酚氧化酶。
在正常结构完整的细胞中，酚类化合物与多酚氧化酶是分隔存在的，因此比较稳定。
当外植体被切割后，切口附近细胞结构的完整性受到破坏。
酚类化合物和多酚氧化酶的分隔效应被打破，酚类化合物和多酚氧化酶便流出，多酚氧化酶氧化酚类化合物而成为褐色的醌类物质和水。
醌类又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。
（二）、非酶促反应非酶促褐化是指酚类等物质在非酶促条件下被氧化而发生显著颜色变化、趋向加深的现象。
其主要是受到环境胁迫所致。
二、引起褐化的主要因素（一）基因型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、单宁和色素的合成前体，所以木本植物易褐变。
例如核桃单宁含量很高，组培难度大，即使形成愈伤组织还会因褐变而死亡。
另外同一植物的不同品系褐变程度也不一样，例如在进行苹果茎尖培养时，不同品种之间褐化的程度不一样，品种“金冠”较轻，而“舞美”则很高。
对葡萄等其他作物的研究也发现类似情况。
此外本身色素含量高的植物组培时也容易褐化。
（二）外植体生理状态一般来讲，随着年龄和组织木质化程度增加而褐变加强。
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。
在卡德利亚兰的培养中，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。
另外，不同生长季节取材的培养成功率也不同。
王续衍等（1988）对24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。
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核桃外植体褐化影响因素及增殖培养研究
核桃（Juglans regia L.）是一种重要的经济作物，其果实富含营养，具有很高的经济和医疗价值。
然而，在核桃栽培和贮藏过程中，不可避免地会出现外植体褐化的现象，极大地降低了其品质和商业价值。
因此，研究核桃外植体褐化的影响因素及其增殖培养技术对于促进核桃产业的发展具有重要意义。
核桃外植体褐化是指在离体培养过程中，外植体的组织和细胞发生不可逆的氧化酶介导的褐化反应，导致外植体组织变色，细胞死亡，并最终导致外植体失去再生和生长能力。
目前，有关核桃外植体褐化的影响因素的研究还相对较少。
根据目前的研究成果和实践经验，本文将从以下几个方面进行分析和讨论。
首先，外植体来源是影响核桃外植体褐化的重要因素之一。
核桃外植体通常采用幼嫩的离体子叶、叶片或幼苗作为外植体材料。
这些外植体在采集和处理过程中很容易受到伤害和污染，进而引发褐化反应。
因此，在采集和处理外植体材料时，应注意采用无菌操作，并尽可能缩短材料与外界接触的时间，减少伤害和污染的发生。
其次，外植体的培养基成分也对核桃外植体褐化起着重要的影响。
适宜的培养基成分可以提供必要的营养物质，调节植物内部激素平衡，促进外植体的生长和分化。
在核桃外植体培养中，常用的培养基成分包括碳源、氮源、无机盐和维生素等。
合理调节这些成分的浓度和比例，既能够满足外植体正常的生长需求，又能够降低外植体组织的褐化程度。
另外，外植体培养条件也是影响核桃外植体褐化的重要因素之一。
温度、光照和湿度等环境因素对外植体的生长和分化
具有直接影响。
在核桃外植体培养过程中，适宜的温度和光照条件可以促进外植体的生长和分化，同时降低外植体组织的褐化程度。
此外，适当控制培养基的pH值、添加有效抗氧化剂
和调节外植体的培养周期等措施，也对核桃外植体的褐化有一定的抑制作用。
最后，外植体的处理和转运也可能对核桃外植体褐化产生影响。
因为在采集、处理和转运过程中，外植体会受到细胞损伤、氧化酶的激活等因素的影响，进而引发褐化反应。
因此，在处理和转运外植体时，应尽可能减少细胞损伤和激活氧化酶的发生，采用无菌操作，并尽快将外植体转移到培养基中，以减少外植体褐化的风险。
综上所述，核桃外植体褐化是核桃产业中的一个重要问题。
在核桃外植体褐化的影响因素及其增殖培养研究中，外植体来源、培养基成分、培养条件以及外植体的处理和转运等因素都对核桃外植体褐化产生一定的影响。
因此，合理调控这些因素，采取相应的管理措施，能够有效降低核桃外植体褐化的程度，提高核桃外植体的培养和增殖效果，推动核桃产业的高效发展
综上所述，核桃外植体褐化是核桃产业中一个重要问题，其影响因素包括外植体来源、培养基成分、培养条件以及外植体的处理和转运等。
合理调控这些因素，并采取相应的管理措施，可以有效降低核桃外植体褐化的程度，提高核桃外植体的培养和增殖效果，从而推动核桃产业的高效发展。
为了解决核桃外植体褐化问题，今后的研究可以着重探讨外植体来源的选择、优化培养基成分及添加抗氧化剂等方面，以进一步提高核桃外植体培养的成功率和产量。