全 文 ：ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.112006November
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农业生物技术科学
褐化是指在植物组织培养过程中，由培养材料向
培养基中释放褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，培
养材料也随之进一步变褐而死亡的现象[1]。褐化的发
生是由于在组织培养中，外植体被损伤，酚类物质释放
出来，刺激了多酚氧化酶的活性，使得酚类物质被多酚
氧化酶氧化形成醌类物质，扩散到培养基中，造成培养
基和植物材料出现褐化。很多植物在组织培养中都会
出现不同程度的褐化现象，褐化的出现严重影响了外
植体的脱分化和再分化，最终导致外植体的死亡。
爬山虎（ParthenocissustricuspidataPlanch.）又名
“爬墙虎”、“地锦”，是葡萄科（Vitaceae）爬山虎属
(ParthenocissusPlanch.)植物[2]。爬山虎的组织培养不仅
能为其快速繁殖提供更好的途径，而且还为基因工程、
原生质体杂交、体细胞培养等提供研究基础。笔者曾报
道过爬山虎的离体培养[3]及体细胞胚发生[4]，曾以引进
爬山虎种子为试验材料，但在爬山虎的组织培养过程
中出现了不同程度的褐化现象，尤其是引进爬山虎种
子无菌苗的诱导，其褐化现象更为突出。能否减轻褐化
的发生，这对引进爬山虎的组织培养成功与否至关重
要。
引进爬山虎组织培养中的褐化及其控制
冯大领 1,李 云 2,孙振元 3,孟祥书 1
(1河北农业大学，河北保定071001；2北京林业大学生物科学与技术学院，北京100083；
3中国林业科学研究院花卉研究中心，北京100091)
摘 要:以引进爬山虎种子无菌苗为试验材料,对爬山虎组织培养中褐化现象进行了研究。试验结果表
明,引进爬山虎种子无菌苗在组培诱导中褐化率高达89.3%,严重影响了脱分化和再分化。在培养基中
添加不同浓度的AC、PVP、VC表明,VC是爬山虎组织培养中防止褐化较有效的方法,比AC和PVP的
效果好,VC适宜的浓度为1.5g/L。
关键词:爬山虎;组织培养;褐化;褐化控制
中图分类号:Q813.1+2 文献标识码:A
StudiesontheBrowningandAntibrowningintheTissueCultureofParthenocissustricuspidata
FengDaling1,LiYun2,SunZhenyuan3,MengXiangshu1
(1AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,2SchoolofBiologicalSciencesandBiotechnology,BeijingForestryUniversi-
ty,Beijing100083,3FlowersResearch&DevelopmentCentreChineseAcademyofForestry,Beijing100091)
Abstract:Inthispaper,thebrowningandantibrowninginthetissuecultureofParthenocissustricuspidata
wasstudied.ThematerialsareasepticstemsegmentswithcotyledonsfromCanada.Theresultsshowedthat
asepticstemsegmentswithcotyledonsapprearedmorebrowning.Itsbrowningratereachedevenover
89.3%.DiferentconcentrationsofVcorACorPVPwasaddedinmedium,TheresultsshowedthatVCis
thebestmethodonantibrowninganditssuitableconcentrationis1.5g/L.
Keywords：Parthenocissustricuspidata,Tissueculture,Browning,Antibrowning
基金项目:国家高技术研究发展计划“地锦（爬山虎）种质资源创新及优良品种培育”（863计划）资助项目（2001AA244031）和河北农业大学校基金“爬
山虎体细胞胚发生体系优化的研究”资助项目（2006020）。
第一作者简介:冯大领，女，1969年出生，河北雄县人，硕士，讲师，现河北农业大学生命科学学院从事植物学教学与研究工作。通信地址：071001河北
省保定市，乐凯南大街2596号：河北农业大学西校区生命科学学院植物组，Tel：0312-7528241或0312-7528240E-mail:dalingfeng@eyou.com或
shuqfeng@sina.com。
通讯作者:孙振元，男，博士，研究员.主要研究方向：林木花卉生物技术。Tel：010-62889626Email：sunzy@rif.forestry.ac.cn地址：100091中国林业科学
研究院花卉研究中心
收稿日期:2006-07-26修回日期：2006-08-10。
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中国农学通报 第22卷 第 11期 2006年 11月
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由于种子比植株具有携带方便、便于保存等优点，
因此是国外引进植物资源中首选的材料。对种子进行
组织培养，又是保存种质资源和生物技术育种不可缺
少的研究手段，本试验研究也对其他引进植物的研究
利用提供了一定的参考价值。
1材料和方法
1.1试验材料及处理方法
采用加拿大引进爬山虎的无菌种子苗为试验材
料。
种子的表面灭菌过程是先用室温下的自来水冲洗
2~4h，以除去外植体表面的大部分微生物。为了软化
种皮再用自来水浸泡10h，然后用70%酒精表面灭菌
2min，无菌水冲洗 2次，接着用 0.1%HgCl2表面灭菌
10min，无菌水冲洗5次。随后接种在B5基本培养基
中，30d后，得到展开子叶的无菌种子苗。
1.2培养基及添加物
1.2.1种子的启动培养基 启动培养基采用B5基本培
养基，不添加任何植物生长调节剂。
1.2.2带子叶茎段的培养 剪取无菌种子苗的带子叶茎
段接种在 B5+BA1.0mg/L+NAA0.05mg/L培养基
中。
1.2.3不同添加物对防止褐化的影响 仍采用B5+BA
1.0mg/L+NAA0.05mg/L培养基培养带子叶茎段。
在培养基中添加不同浓度的活性炭（以下用AC
表示）（0.5、1.0、2.0g/L）、聚乙烯吡咯烷酮（以下用PVP
表示）（0.2、1.0、2.0g/L）、抗坏血酸（以下用VC表示）
（0.2、0.8、1.5、2.0g/L），观察其对褐化的影响。统计出现
褐化的时间及接种30d后的褐化率及分化芽的生长情
况。
褐化率=褐化茎段数量
接种茎段数量
×100%
上述培养基内均含有20g/L蔗糖，5g/L琼脂。培养
基采用1mol/LNaOH或HCL调pH值为5.8~6.2高压
蒸汽灭菌20min。
1.3培养条件
培养室保持温度22~28℃，光/暗周期15h/9h，光
强2000~2500Lx，湿度45%~57%。
2结果与分析
2.1带子叶茎段的褐化情况
引进爬山虎带子叶茎段接种在培养基 B5+BA
1.0mg/L+NAA0.05mg/L中30d后，统计其褐化情况
如表1。
试验材料接种数量（个）褐化数量（个）褐化率（%）
分化芽生长情况
引进种带子叶茎段282589.3分化芽较少，多见顶芽有
少量生长，有的顶芽不生长。
由表1得知，引进的爬山虎种子作外植体得到的
带子叶茎段接种在培养基中培养30d后，其褐化率高
达89.3%，这严重影响了其在培养基中的进一步生长
分化。而笔者曾研究过本地爬山虎（取材于北京林业大
学校园内）的组织培养[3]，以茎尖为试验材料，接种在
同一种培养基中褐化较少，生长分化良好。这可能是由
于引进种与本地种的遗传背景不同以及所含单宁及其
他酚类化合物的数量各异，从而影响了褐化的发生程
度。此外，培养材料的不同发育阶段也可能是造成褐化
发生的原因。
2.2不同添加物对防止褐化的影响
褐化发生的原因很多，如植物种类和品种、材料的
年龄和大小、取材时间和部位、光照、温度、培养基成分
和方式等等[5]。由于本试验的试验材料是从种子得到
的试管苗，试验材料受到了一定的限制，因此本试验主
要从培养基的添加成分考虑以减轻褐化的发生。在培
养基中添加不同浓度的AC、PVP、VC，接种30d后观
察对褐化的影响效果。不同添加物对褐化的影响均以
表1为对照。
2.2.1添加AC对褐化的影响 在培养基中添加不同浓
度的AC，观察对褐化的影响，见表2。
由表2可以看出，添加AC浓度0.5g/L时，接种
15d后开始褐化，接种30d后褐化率为25%，比对照明
显降低，这说明活性炭对防止褐化能够起到一定的作
用。当AC浓度增大到1.0g/L以上时，褐化不明显，这
主要是因为添加AC后使培养基的颜色变为蓝色，浓
度小时培养基颜色浅，浓度大时颜色深，影响了对褐化
的观察。虽然添加AC后褐化率降低，但观察发现，芽
表1带子叶茎段的褐化情况
表2不同AC浓度对爬山虎组织培养褐化的影响
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2.2.2添加 PVP对褐化的影响 在培养基中添加不同
浓度的PVP，观察对褐化的影响，见表3。
由表3得知，添加PVP浓度为0.2g/L时，接种7d
开始出现褐化，随PVP浓度的提高，出现褐化的时间
延长。但培养30d后，其褐化率均较高，与对照相当。
PVP浓度为0.2g/L时褐化率达到了94.4%，浓度提高
时，褐化率仍为80%以上，这严重影响了爬山虎试管
苗的分化生长，其分化芽的数量也较少，只有1~2个。
由此看来，PVP对引进爬山虎无菌苗的褐化没有起到
有效的控制。
的分化较少，甚至无分化，生长非常缓慢，生长量最大
的只有0.5cm，且在茎段底部形成了1~3条细长的根，
这说明添加活性炭对芽的分化和生长没有显著影响，
但有利于根的形成，只不过形成的根较细。
表3不同AC浓度对爬山虎组织培养褐化的影响
2.2.3添加VC对褐化的影响 在培养基中添加不同浓
度的VC，观察对褐化的影响，见表4。
由表4可以看出，添加VC的培养基，随浓度的提
高，褐化率逐渐降低，浓度提高时，褐化得到了明显的
控制。不同浓度的培养基开始褐化的时间均在15d以
后，尤其是添加VC浓度为1.5g/L时，接种后出现褐化
的时间为25d，褐化率只有25%，从芽的生长情况看，
分化芽明显增多，最多的达12个，且生长状况良好，当
VC浓度提高时，褐化率稍有改善，但芽的分化及生长
情况与浓度为1.5g/L相比没有提高。
通过以上三种添加物的试验得知，VC对引进爬山
虎控制褐化的效果明显比AC和PVP好。
3结论与讨论
（1）前人多认为，植物不同发育阶段，褐化发生有
所不同。褐变一般随着培养材料的年龄和组织木质化
程度的提高而加剧。外植体的老化程度越高，其木质素
的含量也越高，也越容易产生褐化，成龄材料一般均比
幼龄材料褐化严重[1~6]。而该试验通过对引进种爬山虎
带子叶茎段进行组织培养发现，其褐化现象比较严重。
看来引进爬山虎幼嫩阶段的组织培养仍然存在着高的
褐化率。
（2）同是一个种，在同一种培养基上，当地种的组
织培养芽生长分化较好，褐化率较低[3]，而引进爬山虎
的褐化率较高。引进爬山虎和本地爬山虎不同发育阶
段的褐化现象是否有差异以及褐化的机理还有待于进
一步研究。
（3）综合来看，VC是爬山虎组织培养中防止褐化
较有效的方法，比AC和PVP的效果好。VC适宜的浓
度为1.5g/L。这可能是由于VC不仅起到了防止酚类物
质氧化的作用，还以辅酶的形式参与了生物催化
剂——酶系的活动。而AC和PVP的效果不如VC好，
这可能是由于AC不仅吸附了酚类物质，还吸附了一
些营养物质和植物生长调节剂，从而影响了爬山虎芽
的分化和生长。而PVP防止褐化的能力不如VC好，这
与陈正华（1986）叙述的对龙眼的组织培养研究[7]结果
相一致。
（4）由试验得知，褐化是影响引进爬山虎种子无菌
苗组织培养中分化和再分化的主要障碍。因此，控制褐
化的研究对于引进爬山虎种质资源的保存和利用非常
重要。控制褐化发生的因素很多，如培养基内的蔗糖浓
度、细胞分裂素的多少、pH值以及光照、培养温度等都
有可能防止褐化的发生[8]，今后有待于进一步探讨。
参考文献
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(责任编辑:张铁锋)
表4不同VC浓度对爬山虎组织培养褐化的影响
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