組培過程中的褐化問題
許多植物的組織培養中發現有褐變現象，尤以木本植物組織培養中褐變嚴重。褐變主要發生在外植體、愈傷組織的繼代、懸浮細胞培養、原生質體的分離與培養等。褐變產物不僅使外植體、細胞、培養基等變褐，而且對許多酶有抑製作用，從而影響培養材料的生長與分化，嚴重時甚至導致死亡。
[1] 褐變的機理
正常細胞內，區域性分布使底物與PPO不能接觸並不發生褐變，當細胞膜的結構發生變化和破壞時，酶和底物就結合在一塊，在氧的作用下，生成醌，從而引起褐變。
引起褐變的條件：氧、引起褐變的酶、底物，缺一不可。
引起褐變的酶：多酚氧化酶（PPO是主要的）、過氧化物酶（POD）、、苯丙氨酸解氨酶等 。引起褐變的酶的底物：主要是酚類化合物，可分成3類：
第一類是苯基羧酸，包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒食子酸、莽草酸等；
第二類是苯丙烷衍生物，包括肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質素等；
第三類是黃烷衍生物，包括花青素、黃酮、芸香苷等。
[2] 影響褐變的因素
因子是複雜的，隨植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態等的不同，褐變的程度也有所不同。
A.植物種類及基因型
紅豆杉愈傷組織的誘導及繼代培養過程中，常常發生培養細胞褐變現象，輕者影響細胞生長和繁殖，重者導致細胞死亡。
豆科植物和芸苔屬植物原生質體培養中容易褐化也是一個普遍的問題，
橡膠的花藥培養中，海墾2號花藥的褐變較少，因而愈傷組織的誘導容易；而有些品係花藥容易褐變，因而愈傷組織的誘導困難。在組織培養中，有些品種、品係難以成功，而有些則容易成功。
油菜葉原生質體品種373褐化比品種94591、95386嚴重
B.外植體部位及生理狀態
荔枝莖的愈傷組織中度褐變，而根的愈傷組織全部褐變。
歐洲栗幼年型的材料培養時含醌類物質少，成年型材料培養時含醌類物質多，後者比前者褐變嚴重。
油棕幼嫩外植體（如胚）培養較少褐變，高度分化的葉片接種後則容易褐變。
C.培養基成分及培養條件
硬紫草從長期繼代培養且次生代謝物含量高引起培養物的褐變。
用B5培養基可有效地防止褐變。
茼蒿用甘露醇或蔗糖作為滲透壓調節劑易發生褐變，不能或隻能形成少量細胞團用葡萄糖作滲透壓調節劑褐變較少，效果好。
柿樹ZT 9.13μmol/L、IAA 0.57μmol/L減輕褐變程度。BA或 KT 提高了褐變
甘蔗組織培養中易產生褐變。
荔枝培養基添加1 mg/L6-BA +0.5 mg/L 2,4-D時，愈傷組織較硬、增殖緩慢、易褐變；培養基添加1 mg/ L 6-BA+1 mg/L2,4-D時，愈傷組織淺黃疏鬆、增殖快[4]。D.pH值影響材料的褐變
大白菜pH值至6.5，很大程度上可抑製褐變。
水稻pH值為4.5 ～5.0時， 生長狀態良好的，其表麵呈黃白色，pH值為5.5 ～ 6.0時，愈傷組織嚴重褐變。
E.培養條件不適宜
溫度過高或光照過強，均可使PPO的活性提高，從而加速被培養的組織褐變。
高濃度CO2也會促進褐變，其原因是環境中的CO2向細胞內擴散，使細胞內CO32+增多，產生褐變。
[3] 克服褐變的方法a.選擇適當的外植體
成年植株比實生幼苗褐變的程度嚴重，夏季材料比冬季及早春和秋季的材料褐變的程度強。而冬季的芽進入深休眠狀態，不太容易生長，所以最好選用早春和秋天的材料作為外植體。取材時還應注意外植體的基因型及部位，選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。
b.對外植體進行預處理
空白瓊脂培養基中培養5-7天，使組織中的酚類物質部分滲入培養基中。 再轉移培養基2-3次，切口愈合後，褐變減輕。
c.選擇適宜的培養基與培養條件設置不同試驗，進行選擇。
d.添加褐變抑製劑與吸附劑
有機酸\抗壞血酸、半胱氨酸\檸檬酸、蘋果酸和α-酮戊二酸\水解乳蛋白、植酸（PA）\SO2和亞硫酸鹽\、脂肪氧化酶、抗壞血酸氧化酶\硫脲、二氨基二硫代甲酸鈉、2-巰基苯並噻唑、氯化鈉等也是PPO的抑製劑。 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是酚類物質的專一性吸附劑，活性炭是一種吸附性較強的無機吸附劑，，能吸附各種微量物質和微小顆粒，
e.進行細胞篩選和多次轉移
進行細胞篩選，剔除易褐變的細胞。外植體接種後1~2天立即轉移到新鮮培養基中或同一瓶培養基的不同部位，這樣能減輕醌類物質對培養物的毒害作用，連續轉移5~6次可基本解決外植體的褐變問題。
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