植物组织培养中的褐变现象与防止方法

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植物组培过程中的褐化问题

植物组培过程中的褐化问题

组培过程中的褐化问题许多植物的组织培养中发现有褐变现象,尤以木本植物组织培养中褐变严重。

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。

[1] 褐变的机理正常细胞内,区域性分布使底物与PPO不能接触并不发生褐变,当细胞膜的结构发生变化和破坏时,酶和底物就结合在一块,在氧的作用下,生成醌,从而引起褐变。

引起褐变的条件:氧、引起褐变的酶、底物,缺一不可。

引起褐变的酶:多酚氧化酶(PPO是主要的)、过氧化物酶(POD)、、苯丙氨酸解氨酶等。

引起褐变的酶的底物:主要是酚类化合物,可分成3类:第一类是苯基羧酸,包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等;第二类是苯丙烷衍生物,包括肉桂酸、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。

[2] 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。

A.植物种类及基因型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。

油菜叶原生质体品种373褐化比品种94591、95386严重B.外植体部位及生理状态荔枝茎的愈伤组织中度褐变,而根的愈伤组织全部褐变。

欧洲栗幼年型的材料培养时含醌类物质少,成年型材料培养时含醌类物质多,后者比前者褐变严重。

油棕幼嫩外植体(如胚)培养较少褐变,高度分化的叶片接种后则容易褐变。

C.培养基成分及培养条件硬紫草从长期继代培养且次生代谢物含量高引起培养物的褐变。

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

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。

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。

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化现象及解决途径_郭艳

植物组织培养中的褐化现象及解决途径_郭艳

植物组织培养中的褐化现象及解决途径郭艳1,杨海玲2(1.山西林业职业技术学院园艺系,山西太原030009;2.唐山职业技术学院,河北唐山063000)摘要:外植体褐化是植物组织培养过程中经常遇到的问题,这已成为影响组培成功的主要障碍。

结合近几年的研究,对导致植物组织培养中外植体发生褐化的形式和发生机理、影响褐化的内外因素以及防止和减少褐化的基本途径等进行了阐述,并对解决组织培养中褐化这一难题提出了展望。

关键词:植物;组织培养;褐化;解决途径中图分类号:S311文献标识码:A文章编号:1002-2481(2009)07-0014-03Advances in Studies on Browning in Plant Tissue CultureGUO Yan 1,YANG Hai-ling 2(1.Department of Horticulture ,Shanxi Forestry Vacational College ,Taiyuan 030009,China ;2.Tangshan College of Vacational Technology ,Tangshan 063000,China )Abstract :M aterial browning is a problem in plant tissue culture and is a very important factor that can influence the success of plant bined with the recent years ’research,the purpose of this article is to summarize several aspects such as the theories of browning in plant tissue culture,the factors on browning,the countermeasures against browning in practice,and to discuss the possible solutions to the browning.Key words :Plant;Tissue culture;Browning;Preventing methods收稿日期:2009-05-18作者简介:郭艳(1978-),女,山西和顺人,助教,硕士,主要从事植物与植物生理和果树栽培教学与研究工作。

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

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。

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

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。

淮山组培褐变及其防止措施

淮山组培褐变及其防止措施

淮山组培褐变及其防止措施淮山组培褐变是指淮山组培体外培养过程中,培养基由白色透明逐渐变为褐色。

褐变不仅影响淮山组培培养的质量,还可能引起组织坏死和细胞死亡,对淮山组培的研究和应用造成一定的影响。

本文将介绍淮山组培褐变的原因及其防止措施。

淮山组培褐变的原因主要包括以下几个方面:1. 组培培养基成分:培养基中含有腐殖酸和多酚类化合物,这些物质容易氧化产生褐色物质。

腐殖酸是植物分解产物,其分子结构中含有各种多羟基和酚羟基结构,易于形成咖啡色或褐色物质。

2. 淮山组织的生理特性:淮山为夜开花植物,其根茎在地下生长,并长时间处于暗中,光线条件较差。

培养过程中,来自于外界的光照刺激可能会导致淮山组织产生褐色物质。

1. 优化培养基配方:选择无色或少色的腐殖酸和多酚类化合物替代传统培养基中的物质,减少褐变的可能性。

可以尝试使用活性炭等吸附剂去除培养基中已经产生的褐色物质。

2. 控制光照条件:淮山组织对光照敏感,过强或过弱的光线刺激都可能引起褐变。

在培养过程中,适当控制光照条件,避免过强的光照,同时也要保证光照充足,有利于淮山组织的生长和发育。

3. 适当调整温度:温度对淮山组织生长和代谢活动有一定影响。

适宜的生长温度可以减缓组织分解和产生褐色物质的速度。

在淮山组培过程中,要注意控制培养的温度,保持稳定的环境。

4. 快速处理组织:淮山组织在切割后易氧化,因此需要快速处理。

可以事先准备好含有抗氧化剂的植物生理盐水或生长基质,切割后迅速转移到减少氧化反应的发生。

淮山组培褐变是一个需要重视的问题,可以通过优化培养基配方、控制光照条件、调整温度和快速处理组织等措施来防止。

也需要进一步深入研究淮山组培褐变的机理,为淮山组培的应用提供更好的基础。

植物组织培养中褐变的产生机理及克服措施-植物保护

植物组织培养中褐变的产生机理及克服措施-植物保护
植物组织培养中褐变的产生机理及克服措施
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褐变综述——精选推荐

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。

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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开展的一大障碍[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,但这种褐变假设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,酶那么分布在各种质体或细胞质,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,细胞膜构造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,如果此时在适宜的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响,形成有毒的棕褐色醌类物质,从而使组织发生褐变。

此外,组织的老化或病变也可激活酚氧化酶而引起褐变。

一般认为,褐化是指外植体或培养材料接种后在组织培养过程中,由于切割造成机械损伤,伤口处分泌出酚类化合物,在有氧的条件下,切面细胞中的酚类物质为多酚氧化酶催化,氧化为醌,醌再通过非酶促反响产生有色物质而导致组织褐变,变成棕褐色或暗褐色,并逐渐扩散到培养基中,抑制细胞其它酶的活性,影响细胞的正常代,毒害整个组织,甚至导致组织死亡。

尤其是木本植物组织的外植体褐变死亡是其培养难度较大的主要因素。

因此,探讨褐化发生的机制及其影响因素,采取有效的防止褐化的措施,是保证植物组织培养成功的关键所在。

2影响褐变的因素2.1基因型不同种植物、同种植物的不同类型或品种,在组织培养中发生褐变的频率和程度都存在差异。

这是由于各种植物表达的多酚类物质种类、含量以及酚氧化酶的种类、活性存在差异,有些植物种类组织培养较易成功,有些那么很困难。

一般木本植物的酚类化合物含量比草本植物高,因而在组培过程中更容易发生褐变。

例如在一样的培养基上诱导培养,孝顺竹比小佛肚竹和风尾竹更易褐变[2]。

2.2外植体生理状态材料本身的生理状态不同,接种后褐变的程度也不同。

通常分生部位接种后形成醌类物质少而分化的局部形成醌类物质较多,褐变随着材料的组织木质化程度和年龄而增加。

植物体酚类化合物的含量受到取材时间的影响。

例如,柿的嫩芽茎尖的多酚氧化酶活性显著高于休眠芽,以嫩枝茎尖为外植体进展培养时易褐变死亡[3]。

同年6月份所取的核桃半木质化新植茎芽萌发率高于冬季休眠芽和4月份嫩枝茎芽腋芽,且褐变率及褐变死亡率都较后两者低[4]。

2.3外植体的种类和大小一般认为,木本植物较草本植物的外植体在培养过程中更容易发生褐变。

外植体小的材料,由于切口所占比例较大而较易发生褐变。

切口越大,酚类物质被氧化的面积就越大,褐变程度越严重[5]。

2.4材料的预处理材料在接种前经过一定预处理可减轻外植体在培养中的褐变。

预处理一般有低温或黑暗条件下预培养;外植体在水或抗氧化剂中切割或浸泡,以减少外植体与氧的接触和使水溶性多酚和醌类物质充分的渗出外植体。

例如竹在培养时外植体在无菌水或半胱氨酸(100mg/L) 溶液中浸泡2~4 h有利于控制褐变[6];魔芋培养过程中,在1%的柠檬酸溶液中切割外植体,可有效抑制外植体褐变;黑暗预处理能减轻蝴蝶兰R4品种叶片外植体的褐变程度,其中以预处理10d的褐变最轻;未经暗处理的褐变最重且多酚氧化酶(PPO)活性最大[7]。

2.5培养条件培养过程中,低温比高温有利于抑制褐变,高温会促进酚类氧化;而低温抑制酚类合成,降低多酚氧化酶的活性,减少酚类氧化。

暗培养或弱光培养对抑制褐变也有一定的作用。

例如小佛肚竹在暗培养和弱光(800Lx)下培养的茎尖和茎段的褐变率比在强光(200Lx)下培养有所下降。

2.6培养基及培养方式培养基中过高的糖、丝氨酸浓度会加剧褐变[8]。

在一样浓度下,蔗糖对褐变的抑制效果要优于葡萄糖。

矿质元素也对褐变存在影响,在蝴蝶兰初代过程中,培养基中Fe3+、Cu2+,浓度越高,褐变越严重。

这是由于Fe3+、Cu2+可作为催化剂加速多酚与活性氧(ROS)作用而被氧化为醌类物质。

棉花胚性愈伤组织培养基中,氮源配比不适宜也会引起褐变。

曼地亚红豆杉愈伤组织诱导及继代过程中,培养基pH值的变化可引起酚类与酚氧化酶结合部位的改变,从而影响酚类的氧化程度。

而细胞分裂素类激素能促进酚类化合物的合成或刺激多分氧化酶活性提高,加速褐变。

例如,随着6-BA使用浓度增加,可增加牡丹培养中腋芽外植体的褐变和死亡数。

在培养基中参加抗氧化物质可有效降低褐变,例如在对杉愈伤组织培养基中参加抗坏血酸250mg/L,亚硫酸钠250mg/L,柠檬酸5000mg/L组合能有效降低褐变;茶条槭带芽茎段进展芽增殖培养的培养基中参加1/2该组合也能有效降低污染和控制褐变。

在蝴蝶兰无菌苗培养基中添加200mg/L谷胱甘肽对分化生长和减少褐变综合效果好;Vc和硫代硫酸钠对褐变抑制作用强,同时也抑制外植体生长分化;活性炭抑制褐变效果好,但抑制分化。

不同的培养方式引起褐变的程度不同,提高愈伤组织和培养基接触面的氧气供应有利于抑制褐变,减少多酚分泌型外植体材料四周的多酚类物质也有利于减少褐变。

有利抑制褐变的培养方式,对不同植物是不同的。

例如曼地亚红豆杉以珍珠岩基质上覆盖滤纸条培养效果最好;而核桃采用液态培养基可减轻外植体的褐变。

在蝴蝶兰培养中10~15d转瓶,更换新鲜培养基,褐变的比率可明显降低。

在桑树培养中,当转种周期为15d时褐变率为10%,转种周期为30d褐变率为66%[9]。

3防止褐变的措施3.1选择适宜的外植体和培养条件成功的经历说明,选择适当的外植体并建立最正确的培养条件是克制材料褐变的最主要手段[10]。

选择适宜的外植体,材料的年龄、取材部位、材料的大小及外植体受伤害程度等均能对褐变产生影响。

外植体材料应有较强的分生能力,在最适宜的细胞脱分化与再分化的条件下,使外植体处于旺盛的生长状态,便可大大减轻褐变。

一般情况下,取幼龄树新萌发嫩枝条的带芽茎段、嫩叶或茎尖作为外植体,也可采用幼胚来培养。

另外对于某个种的植物进展培养前,在不影响培样目的的情况下,应筛选褐变低的基因型个体。

在培养条件的许多因子中,较为重要的是适宜的元机盐成分、适宜的蔗糖浓度及激素水平。

培养早期的培养基中应含较低浓度的元机盐,降低Fe和Cu浓度或不用这两种离子;在保证正常培养的需求下使用低浓度细胞分裂素;愈伤组织或细胞培养物为异养型,应使培养物获得充足的氧气,以利于分化和生长。

适宜的温度及在黑暗条件下进展培养也可减轻材料的褐变。

易发生褐变的外植体,可先于低温(4~20℃)预培养数小时,也可于黑暗或弱光照下预培养数日后再转入正常培养条件下培养。

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。

随着pH增高,多酚被氧化的作用增强,因此培养基pH值应控制在6.0以下。

组织培养的一些材料产生水解型多酚,这类外植体在培养过程中会由于多酚类物质分泌到培养基中使培养基的颜色加深,并进一步氧化为醌类物质,而多酚类物质及相应的醌类物质会抑制多种酶的活性,从而阻碍外植体对营养物质的主动吸收和转化。

对于培养初期多酚类物质合成分泌的材料可以在液体培养基中预培养一段时间,使酚类物质充分分泌到培养基中,减少外植体和外植体周围的多酚物质。

对于培养过程中多酚类物质不断合成的材料在培养中要进展转移外植体到新鲜培养基中,一般转移周期在2周左右。

3.2使用抗氧化剂或增效剂组织培养时,在培养基中参加抗氧化剂、增效剂培养或预培养,使用抗氧化剂和增效剂对材料进展预处理,可抑制外植体的酶促褐变。

目前在培养基中一般单独或组合添加V C、V 、β-胡萝卜素、硫代硫酸钠、巯基乙醇、酒石酸、柠檬酸、亚硫酸盐、植酸、二硫糖醇等。

EV C和柠檬酸主要在早期起作用,随培养时间延长作用消退,亚硫酸钠在中后期作用较好,但亚硫酸盐对植物具有一定毒害作用,不宜单独添加。

也可在有抗氧化剂或增效剂的无菌溶液中切割材料后再接种,这类处理适用于外植体切割后快速氧化的材料。

抗氧化物质对外植体的培养会起到一定的副作用,培养基添加浓度不宜过高,一般在200mg/L以下,且多用于初期培养而不宜长期培养。

复原性抗氧化剂在使用时应注意保持其复原性,因此一般最好过滤除菌使用,而不与培养基一起高温灭菌。

3.3使用吸附剂在培养基中参加吸附剂可以抑制褐变。

吸附剂有聚乙烯吡略烷酮(PVP)和活性炭(AC) 等,活性炭是吸附性较强的元机吸附剂,但在使用过程中,应尽量使用最小浓度来防止褐变,因为活性炭的吸附作用是无选择性的,活性炭浓度一般在0.1~0.5%之间。

PVP是酚类物质的专一吸附剂,其对酚的结合强于酶蛋白的结合,因而可使酶从多酚一酶复合物中结合出来,从而使酶的抑制消除。

但随着PVP用量的增加,大局部组织培养物之增殖率也随之下降,这可能是由于PVP在吸附培养基中引起褐变的物质之外,还吸附了局部植物激素。

PV P浓度一般在0.3%左右[11]。

3.4其它3.4.1改变培养基的状态如采用滤纸桥培养可使外植体溢出的有毒物质很快扩散到液体培养基中,对外植体危害较轻;或采用液体培养、半固体培养、液体培养与固体培养交替进展培养等也能减轻褐变的危害。

3.4.2选择适宜的接种方式把培养体切面浸入培养基中,减少了褐化发生的外表积,且较大组织切块的创伤面积相对较小,有利于保持转培初期切块浅表层细胞或组织处于原来的生长发育状态,从而减轻了因切面褐变带来的毒害作用。

3.4.3通过试验选择适宜的消毒方式可减少对外植体的伤害程度,从而减轻褐化程度。

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