农业科学
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物质，以至培养基逐渐变成褐，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或暗褐，这些褐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。
2.1不同外植体对褐化的影响
2.1.1材料的年龄和大小
褐化随材料的年龄和组织木质化的程度而增加,Chever分析欧洲栗的酚含量变化的结果表明，幼嫩材料酚类化合物含量少，而成龄材料比较多。
外植体大小对褐化的影响，表现为小的材料更容易发生褐化，相对较大的材料则褐化的程度较轻。何康等(2005年)也指出，在南方红豆杉愈伤组织培养中，嫩叶切块小于1cm×1cm时，叶块易褐变死亡。另外
切口越大，酚类物质的被氧化面也越大，褐化
程度就会更严重。
2.1.2取材的时间
何松林(2005年)等在牡丹叶柄离体培
养时发现，冬春季取材褐化死亡最低，夏季
时取材容易被氧化褐化。这是由于植物体
内酚类化合物含量和多酚氧化酶的活性在
不同的生长季节并不相同，一般在生长季
节含有较多的酚类化合物。卡德兰、枣也有
类似的情况。
2.1.3取材的部位
张明丽等(2005年)在金叶红瑞木离体
培养中发现，生长期取嫩枝段作外植体时,
枝条上部顶生枝段的褐化率远远高于下部
腋芽茎段，褐化率高达62.7%，而下部茎段
的褐化率只有4.3%。随着芽位的降低，褐变
率显著增加。
2.2培养基对褐化的影响
培养基的状态影响褐变的程度。许多
实验表明，液体培养基可减轻外植体的褐
化，液体培养基再加上滤纸或棉花做成纸
桥效果会更好。钟红梅报道凤梨用液体培
养可以减轻褐变。
在初代培养时，培养基中无机盐浓度
过高可引起酚类分泌物大量产生，导致外
植体褐变，降低无机盐浓度可减少酚类物
质的分泌，从而减轻褐变。叶晓青等在蝴蝶
兰原球茎的增殖培养研究中发现,1/2MS
或改良M S较M S效果好，减少M S中大量元
素和部分微量元素及有机成分有利于原球
茎的增殖和分化。
还有报道，高浓度的糖、丝氨酸及硼都
可以加剧褐变的发生，而氨态氮过高也有
类似结果。此外，培养基的P H值可能对酚
类和酚氧化酶结合部位产生影响。
2.3生长调节剂对褐化的影响
在初代培养中，高浓度的生长调节剂
严重影响褐变的程度。BA或KT不仅能促进
酚类化合物的合成，而且刺激多酚氧化酶
的活性，增强酚类物质氧化成醌类物质的
能力，从而加剧褐化的程度。
2.4培养条件及其他因素
光照能促进多种植物组织培养中酚的
氧化，与酚类物质的合成和氧化相关的酶
都是光诱导型，因此将培养物在低光照或
置于暗光中培养一段时间能减轻褐变。杨
博等(2003年)在玫瑰的初代培养中，对外植
体进行不同程度的田间遮荫处理，发现重
度遮荫可使玫瑰初代培养的褐化指数降低，萌
芽率提高，总酚量降低，证实了光照强度影响
总酚的合成。
温度也对褐化影响很大，高温能促进
PPO的活性，促进酚类氧化。此外，培养基的
放置方式、抗氧化剂的使用以及转瓶周期等
都不同程度地影响外植体的褐化程度。
3 控制褐化的方法
电磁炮原理
3.1母株和外植体的预处理
对母株进行遮光处理，可以减轻一些
品种的褐化程度。杨博和韩振海在玫瑰的
初代培养田间遮荫处理时发现，重度遮光
处理下褐化的百分比最低,，而自然光照和
轻度遮光处理下，褐化百分比分别为88.3%
和79.6%。切割外植体时在抗氧化剂或吸收
剂中进行，或用这些药剂保存刚切下来的
组织，由于隔离了切面伤口的氧化和抑制
P PO的活性等原因，可以减少褐化。在油
棕、红豆杉等组织培养上可采用此法。但对
那些组织快速氧化的植物，如苹果、油橄榄
等用抗氧化剂处理则没效果。预培养有助
于避免酚类物质和其它生长抑制物的毒害
作用。在20年生的柠檬桉母本植株上采集
的茎芽，需先在液体培养基上培养3d，然后
再在半固体培养基上培养。茶树带少量叶
的茎段预培养15d，均有助于减轻褐化。
3.2培养基中加入防褐剂
许多报道认为，在培养基中加入抗氧
化剂可以明显减少褐变生。刘兰英在核桃
组织培养中发现，当培养基中Vc含量为0.5
g/L时，褐变率为68.4%,5.0g/L时则为55.
4%。陈学森等在银杏组织培养中应用植酸基础教育参考
作抗氧化剂也取得了一定成效。吴震先等
认为,SO
2
可以抑制PPO的活性。
聚氨酯改性环氧树脂另据报道,PVP、AC(活性炭)等吸收剂
也可以减轻褐变的发生。如蝴蝶兰。但也有
报道吸收剂有时也有副作用，如AC不仅能
吸收有毒的物质，同时它还能吸附植物生
长所必须的营养元素。
3.3选择适宜的培养基和培养条件
包括温度、光照、培养基的P H值和状
态，激素的种类和浓度，基础培养基的选用
等。李用改良MS或C2d、芍药使用1/2MS培
养基可减轻褐化；在初始培养时把植物的
外植体处于不适合酚类合成的条件下，如
黑暗或弱光中培养，可抑制酚类的氧化。
国际投资环境加快继代转瓶的速度，及时更换新鲜
培养基，可以减轻酚类物质对培养材料的
橡皮弹
园林植物组织培养过程中褐化问题的研究
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:T U986文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0126-02
共享空间. All Rights Reserved.
126科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
127
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 农业科学
毒害作用。如兰花、紫叶黄栌、大花飞燕草、瑞香在茎尖或腋芽培养中使用了这个方法。
4 结语
存在于园林植物细胞内的酚氧化酶有多种，而目前研究的PPO(多酚氧化酶)，对其它的酚氧化酶在褐变中所起的作用机理和程度研究较少。
由于不同的植物中酚氧化酶的生化特性有所差异，因此，不同园林植物组织培养中解决或减轻褐变的方法有所不同。
由于不同植物中酚氧化酶的活性不同，所含酚类物质的含量和种类不同，不同植物褐变发生的程度差异较大。
影响褐变的环境因素除了光照、温度外，还有O 2及其它因素，但在这些方面报道较少。
参考文献
[1]夏小环，王静.非洲菊叶外植体组培中影响
褐化因素及机理初探.西南农业学报,
2006.
[2]何松林，陈笑蕾.牡丹叶柄离体培养中褐化防止的初步研究.河南科技,2005.[3]
周俊辉，王国彬，曾浩仲.观赏凤梨嫩吸芽离体培养中褐化防止的初步研究.恺农业技术学院学报,2000.
[4]
杨博，韩振海.不同光照强度对玫瑰组织培养中初代培养物褐化的影响.园艺园林科学,2003.
[5]
周俊辉，周家容.园艺植物组织培养中的褐化现象及抗褐化研究进展．园艺学报,2000.
[6]何康，樊正球.南方红豆杉愈伤组织培养及褐化抑制.中国林业,2005.
[7]
张明丽，李青.金叶红瑞木离体培养中影响外植体褐化的因素.安徽农业科学,2005.
[8]
Park Soyoung,H.N.Murthy,Paek Kee Yoeup．Mass mul-tiplication of Protocorm -like bodies using bioreactor system and subsquent plant regenera-
tion in Phalaenopsis.Plant Cell,Tissue and Organ Culture,2000.
办刊宗旨
深入研究、预测、报道科教创新发展现状以及改革热点、焦点；广泛探讨、交流科教工作中的优点；多方位、多层次介绍科教创新的前沿性内容；有效传播我国科教工作中的新理论、新方法；合理构建我国科研教育学术交流平台。
本刊为《中国核心期刊(遴选)数据库》收录期刊、《中国学术期刊(光盘版)》收录期刊、《万方数据数字化期刊》收录期刊。
为更好的提升本刊的信息技术全面性，我刊现面向各级科技与教育管理部门的领导、科教领域管理人员、科技教育人员、各类院校的广大师生征集优秀稿件。
投稿须知
1.稿件应具有科学性、先进性和实用性，论点鲜明、论据充分、数据真实、逻辑严谨、文字准确、语句通顺。
2.文章以2200～2700字为宜；文章标题字数在20字以内；摘要、关键词、参考文献（按引用的先后顺序列于文末）等要素齐全。
3.计量单位以国家法定计量单位为准；统计学符号须按国家标准《统计学名词及符号》的规定书写；标点符号使用准确；表格设计合理，推荐使用三线表；图片清晰，注明图题图号。
4.投稿请使用word格式并注明作者姓名、、工作单位、通讯地址、邮编、。
5.本刊编辑部有权对所投稿件进行修改。
6.本刊已被相关电子期刊等网络媒体所收录，本刊发表的文章将在网络媒体上全文发布。
7.严禁一稿多投、剽窃或抄袭行为，否则一切后果由作者本人负责。
《中国科教创新导刊》办刊宗旨及投稿须知
. All Rights Reserved.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议